ATP SINTASI o F1-F0 ATPasi o COMPLESSO V
Questo complesso si divide in due settori:
Il settore Fo, oligomicina sensibile, composto da 3 tipi di subunità altamente
idrofobiche, con formula di struttura a1b2c10-12; costituisce il canale protonico.
Non ha attività catalitica. Inibito da DCCD (dicicloesil carbodiimide ).
Le subunità c della componente F0 sono proteolipidi che formano il canale
ionico: essi contengono residui di Acido glutammico o di acido aspartico che
possono reagire con la DCCD. Una subunità c modificata dal DCCD non
funziona più da canale protonico.
F1
Lato N,matrice
FO
Lato P,sp.interm.
Il settore F1, oligomicina insensibile,
composto da 5 tipi di subunità
diverse, con formula di struttura α3
β3
γ
δ
ε.
Ha
attività
catalitica,sintetizza ATP. Se staccata
da Fo catalizza solo l’idrolisi
dell’ATP.
Le subunità α3β3 formano un
esamero formato da 3 dimeri αβ, che
legano con diversa forza i nucleotidi.
I siti catalitici si trovano sulle
subunità β.
F1
La subunità γ insieme alla subunità ε
costituisce lo stelo centrale. Ha due
domini, uno che attraversa Fo e
l’altro che attraversa F1 rompendo la
simmetria dell’esamero α3β3
La subunità più piccola (εε) è un
inibitore dell’attività catalitica che
probabilmente serve da valvola di
controllo: impedisce assolutamente
alla reazione di procedere quando il
gradiente di H+ è basso poichè la
reazione si svolgerebbe in senso
inverso consumando ATP
FO
L’ATP sintasi rappresenta il motore
molecolare più piccolo al mondo; esso
opera una catalisi rotazionale. Nella
sua struttura possiamo distinguere una
unità mobile, il rotore, costituito
dall’anello idrofobico transmembrana
formato dalle subunità c e lo stelo γε e
una unità immobile costituito dallo
statore, cioè da tutto il resto della
molecola. Il settore F1 è collegato al
settore Fo dalle subunità γb2a
Figura 18.27 Stryer
. La subunità a del complesso Fo ha due semi canali, uno dal lato
citosolico e l’altro dal lato della matrice attraverso cui passano i
protoni.
ATP SINTASI O COMPLESSO V
• Per la continua sintesi di ATP,l’ATP sintasi
deve passare da una conformazione che
lega saldamente l’ ATP sintetizzato a una
che lo rilascia.
• Studi chimici e cristallografici
sull’ATPsintasi hanno permesso di rivelare
le basi strutturali di questa alternanza di
funzione
Figura 19.22
Nelson e Cox
Pur avendo le 3β le stesse sequenze aa assumono conformazioni di volta in
volta diverse, in parte a causa dell’associazione di γ che, ruotando in senso
antiorario, viene in contatto con una delle 3 β ogni 120°.
BOYER stabilì che i tre siti catalitici,posti sulle tre subunità β di F1,
catalizzano alternativamente la sintesi di ATP. La tappa limitante è il rilascio
dell’ATP. L’affinità per l’ATP viene modificata da una transizione
conformazionale favorita dal passaggio di H+ attraverso F0.
J.E. WALKER, sulla base di studi cristallografici, dimostrò che ogni subunità
β dell’ATP sintasi può assumere 3 diverse conformazioni β ATP (T, tight), β
ADP (L, light) e β vuota (O, open).
Ogni flusso di 3 protoni induce una rotazione di 120°
da: Nelson & Cox