Протонный канал АТФ-синтазы

Сравнительные характеристики известных молекулярных моторов

Показательные и логарифмические функции

Обратные тригонометрические функции

Гиперболические функции

Тригонометрические функции

sin( z )- синус

csc( z ) - косеканс

cos( z ) - косинус

sec( z ) - секанс

tan( z ) - тангенс

cot( z ) - котангенс

sinh( z )- гиперболический синус

tanh( z )- гиперболический тангенс

csch( z )- гиперболический косеканс

cosh( z )- гиперболический косинус

sech( z )- гиперболический секанс

coth( z )- гиперболический котангенс

аsin( z )- обратный тригонометрический синус

аcos( z ) - обратный тригонометрический косинус

аtan( z ) - обратный тригонометрический тангенс

exp( z )- экспоненциальная функция (или еz)

ln( z ) - натуральный логарифм (по основанию е)

log( z ) - десятичный логарифм (по основанию 10)

Литература

1. Mathcad 6.0 Plus. Финансовые, инженерные и научные расчеты в сре­де Windows 95./Перевод с англ. - М.: Информационно-издательский дом “Филинъ”, 1996. -712 с.

2. Дьяконов В.П. Справочник по MathCAD PLUS 6.0 PRO. - М.: “СК Пресс”, 1997. - 336 с.: ил.

3. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MathCAD 8 PRO в математике, фи­зике и Internet. - М.: “Нолидж”, 2000. - 512 с.: ил.

4. Кудрявцев Е.М. MathCAD 2000 Pro. – М.: ДМК Пресс, 2001. – 576 с.: ил.

5. Очков В. Ф. Mathcad 7 Pro для студентов и инженеров. - М.: Компью­терПресс, 1998. - 384 с.: ил.

6. Плис А.И., Сливина Н.А. Mathcad 2000. Лабораторный практикум по высшей математике. - М.: Высш. шк., 2000. - 716 с.: ил.

Мотор	Шаг	Макс. Сила, 10^-12Н	Макс. КПД, %	Способ движения
Миозин/Актин	Переменный	3-5	@20	Шаги, прыжки (бег)
Кине зин / микротру- бочка	Смещение на 8 нм		@50	Шаги
РНКполимераза/ДНК	Смещение на 0,34 нм		@20	Ползание
Н^+ - зависимая АТФ-аза мембран	Поворот на 120°		@100	Вращение

Вращение ротора АТР- азы происходит как при гидролизе, так и синтезе молекул АТФ. Сила, приводящая в движение ротор АТФ-азы, возникает за счет потока протонов, протекающих через специ­альный канал. Блокирование протонного канала с помощью ингибитора (дициклокарбодиимид), дей­ствующего на одну из субъединиц с мембранного комплекса F₀, одновременно подавляет вращение ротора и синтез АТФ.

Протонный канал АТРсинтазы расположен на границе между субъединицами а и с. Путь переноса протонов включает следующие структурные эле­менты (рис.4, А).

1. Два протонных "полуканала", расположен­ны в мембранной части АТФ- синтазы. Один из них находится на стороне мембраны, которая обращена в область с повышенной концентрацией ионов водорода –межмебранное пространство (кис­лотный резервуар). Этот полуканал обеспечивает поступление протонов к определенным функцио­нальным группам F₀ , расположенным внутри мотора. Другой полуканал, обращенный в противоположную стороны мембраны – в матрикс, обеспечивает выход протонов в область с пониженной концентрацией ионов водо­рода (щелочной резервуар). Эти полука­налы расположены несоосно и поэтому не связаны друг с другом непосредственно.

2. Кольцо из субъединиц с. Каждая из этих белковых субъ­единиц в своей центральной части содержит протонируемую карбоксильную группу (R-COOH), ко­торая способна присоединять протон из кислотной резервуара (R-COO^- + H⁺ ® R-COOH) и отдавать его в щелочную область (R-COOH ® R-COO^- + Н⁺) через соответствующие протонные каналы.

Главную роль в работе протонного канала АТФ-синтазы играют аминокислоты субъединиц а и с, содержащие протонируемые группы. Протонируемые аминокислотные остатки способны удержи­вать протоны и передавать их друг другу.

Рис. 4. Протонный канал АТФ-синтазы.

За счет взаимодействия заряженных групп субъединиц с и а происходит смещение белковых субъединиц АТФ-синтазы друг относи­тельно друга. В результате периодических сме­щений субъединиц с, обусловленных потоком протонов через протонный канал, происходит по­ворот субъединицы у, погруженной в кольцо из субъединиц с. Предполагают, что перенос протона от ниж­него полуканала в верхнему, связан с вращением всего кольца, образованного субъединицами с. Данная гипотеза, однако, еще не получила экспериментального подтверждения.

Объем работы, которую производят АТФ-азы, поражает грандиозными масштабами. Подсчитано, общая масса молекул АТФ, синтезируемых в организме взрослого человека в течение суток, со­поставима с массой самого человека. Соответственно, такое же количество АТФ подвергается гидролизу, так как в организме идут многочисленные биохимические процессы, в ходе которых АТФ ин­тенсивно расходуется. Поэтому, чтобы организм мог нормально функционировать, его АТФ-азы должны крутиться, своевременно восполняя запасы молекул АТР.

Дата добавления: 2015-05-08