ATPase

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.

As ATPases son unha clase de encimas que catalizan a descomposición da adenosina trifosfato (ATP) en adenosina difosfato (ADP) e un ión fosfato libre. Esta reacción de desfosforilación libera enerxía, que o encima aproveita para impulsar outras reaccións químicas que precisan enerxía. Este proceso é amplamente usado por todas as formas de vida.

Algúns destes encimas son proteínas integrais de membrana (ancoradas nas membranas celulares), e transportan solutos a través da membrana, xeralmente contra gradiente de concentración. Este grupo denomínase ATPases transmembrana.

Funcións[editar | editar a fonte]

As ATPases transmembrana importan moitos dos metabolitos necesarios para a célula e exportan toxinas, refugallos e solutos que poderían dificultar os procesos celulares. Un importante exemplo é o intercambio de ións sodio e potasio feito pola ATPase de Na+/K+ ou bomba de Na-K, que establece o equilibrio na concentración iónica que mantén o potencial celular eléctrico. Outro exemplo é a ATPase de H+/K+ ou bomba de protóns gástrica, que acidifica o contido do estómago. O gasto de enerxía destas ATPases pode ser considerable; por exemplo a bomba de Na-K gasta 1/5 do ATP celular [1].

Ademais destes intercambiadores, outras clases de ATPases transmembrana son cotransportadores e outras bombas. Algúns destes, igual que facía a bomba de Na+/K+, orixinan un fluxo neto de carga, pero outros non. Este feito serve para dividilos en transportadores "electroxénicos" e "non electroxénicos", respectivamente.

Mecanismo[editar | editar a fonte]

A combinación da hidrólise de ATP co transporte é grosso modo unha reacción química estrita, na cal se transportan un determinado número de moléculas de soluto por cada molécula de ATP que se hidroliza. Por exemplo, a bomba de Na-K expulsa fóra da célula 3 Na+ á vez que introduce 2 K+ e hidroliza un ATP. [2]

As ATPases transmembrana aproveitan a potencial enerxía química do ATP para realizar un traballo: transportan os solutos en dirección oposta á dirección termodinamicamente preferida; este transporte oposto é desde o lado da membrana onde están en baixa concentración ao lado onde están en alta concentración. Este proceso é un transporte activo.

Ao bloquear este tipo de ATPases hai acumulacións anormais de ións na célula. Por exemplo, o bloqueo das ATPases de H+ vesiculares incrementa o pH dentro das vesículas celulares e fai que decreza no citoplasma.

ATP sintases transmembrana[editar | editar a fonte]

Artigo principal: ATP sintase.

A ATP sintase das mitocondrias e cloroplastos é un encima anabólico que aproveita a enerxía dun gradiente de protóns transmembrana como fonte de enerxía para unir un grupo fosfato a unha molécula de ADP e formar ATP.

Este encima funciona cando un protón se move a favor do gradiente de concentración atravesando o encima e pasando ao outro lado da membrana, dándolle ao encima un movemento rotatorio. Este movemento rotatorio facilita a unión do fosfato ao ADP.[3]

A ATP sintase pode funcionar tamén á inversa, é dicir, pode utilizar a enerxía liberada pola hidrólise do ATP para bombear protóns contra o seu gradiente termodinámico.

Tipos de ATPases[editar | editar a fonte]

Hai moitos tipos de ATPases, que poden diferir na súa función (síntese e/ou hidrólise de ATP), estrutura (ATPases F, V e A, que conteñen motores rotatorios) e o tipo de ións que transportan.

  • ATPases F (ATPases F1FO). Presentes nas membranas das mitocondrias, cloroplastos e bacterias. Son os principais produtores de ATP na célula, para o cal utilizan un gradiente de protóns xerado pola cadea de transporte electrónico (mitocondria) ou fotosíntese (cloroplasto).
  • ATPases V (ATPases V1VO). Presentes fundamentalmente en vacúolos eucarióticos, catalizan a hidrólise do ATP para transportar solutos e acidificar o pH [4] en orgánulos funcionando como bombas de protóns, por exemplo nos lisosomas.
  • ATPases A (ATpases A1AO). Presentes en Archaea. Funcionan de modo similar ás ATPases F.
  • ATPases P (ATPases E1E2). Atópanse en membranas plasmáticas e de orgánulos de bacterias, fungos e eucariotas, e funcionan transportando diferentes ións a través das membranas. O seu nome débese á unión durante curto tempo dun fosfato inorgánico a residuos de aspartato no momento da activación. Transportan ións e fosfolípidos. [5] Poden transportar, segundo os tipos: H+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ag+ e Ag2+, Zn2+, Co2+, Pb2+, Ni2+, Cd2+, Cu+ e Cu2+. [6] As ATPases P poden estar compostas por un ou dous polipéptidos, e poden atoparse en dúas conformacións chamadas E1 e E2.
  • ATPases E. Son encimas da superficie celular que hidrolizan diversos nucleótidos trifosfato, incluíndo ATP extracelular.

Xenes humanos relacionados[editar | editar a fonte]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Rolfe, D. F.; Brown, G. C. (1997). "Cellular energy utilization and molecular origin of standard metabolic rate in mammals". Physiological reviews 77 (3): 731–758. PMID 9234964.
  2. Hall, John E.; Guyton, Arthur C. (2006). Textbook of medical physiology. St. Louis, Mo: Elsevier Saunders. ISBN 0-7216-0240-1.
  3. Nakamoto, R. K.; Scanlon, J. A. B.; Al-Shawi, M. K. (2008). "The Rotary Mechanism of the ATP Synthase". Arch. Biochem. Biophys. 476 (1): 43–80. doi:10.1016/j.abb.2008.05.004. PMC 2581510. PMID 18515057. [1].
  4. Nelson N, Perzov N, Cohen A, Hagai K, Padler V, Nelson H (1 January 2000). "The cellular biology of proton-motive force generation by V-ATPases". J. Exp. Biol. 203 (Pt 1): 89–95. PMID 10600677. [2].
  5. Sørensen TL, Møller JV, Nissen P (June 2004). "Phosphoryl transfer and calcium ion occlusion in the calcium pump". Science 304 (5677): 1672–5. doi:10.1126/science.1099366. PMID 15192230.
  6. Axelsen KB, Palmgren MG (January 1998). "Evolution of substrate specificities in the P-type ATPase superfamily". J. Mol. Evol. 46 (1): 84 101. doi:10.1007/PL00006286. PMID 9419228. [3].

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]