Хемиосмотический принцип П. Митчелла
Существуют две основные гипотезы для объяснения того, как происходит синтез АТР в F1 за счет протонного градиента. В обеих гипотезах хемиосмотический принцип П. Митчелла принимается за основу механизма превращения энергии переноса электронов по дыхательной цепи в макроэргические связи АТР. П. Митчелл предлагает прямое участие протонов в реакции ADP с Pi в F1 с образованием АТР [ Mitchell ea 1974 , Mitchell ea 1985 ].
П. Бойер [ Boyer ea 1987 , Boyer ea 1973 ], а также Е. Слейтер [ Slater ea 1987 ] приводят аргументы в пользу непрямого конформационного сопряжения между Н+-помпой F0 и синтезом АТР. Согласно этой гипотезе, названной П. Бойером "Механизмом синтеза АТР путем связывания и обмена", синтез АТР из ADP и PI идет без затраты энергии, т.к. константа равновесия АТРазной - АТР-синтазной реакции в F1 близка к единице, а энергия градиента протонов необходима для диссоциации прочносвязанной синтезированной АТР от каталитической точки F1. Эта диссоциация вызывается, согласно гипотезе, конформационным изменением F1 за счет энергии протонного градиента. Накапливается все больше данных, подтверждающих конформационную гипотезу. Показано, что при одноточечном катализе на F1, АТР связывается с АТР-синтазой с константой связывания # 10 12/М, т. е. очень прочно [ Grubmeyer ea 1982 ]. При переходе к двухточечному катализу, вызываемому, по-видимому, конформационным изменением F1 в результате протонирования, скорость диссоциации АТР возрастает в # 10 6 раз [ Cross ea 1982 , Penefsky ea 1985 ].
Вариантом хемиосмотической теории являются альтернативные гипотезы о роли "локализованного" протонного градиента взамен "делокализованного" по Митчеллу [ Kell ea 1986 , Rottenberg ea 1990 , Williams ea 1975 , Williams ea 1988 ]. Одним из основных аргументов противников "делокализованной" теории Митчелла являются экспериментально установленные факты, когда под влиянием ряда агентов ( наркотики , жирные кислоты и др.) разобщение окислительного фосфорилирования происходит без заметного уменьшения picture p101 , что не согласуется с основным постулатом Митчелла. Согласно гипотезе локального сопряжения, эти агенты рассеивают локальный протонный градиент без установления равновесия с окружающей водной фазой. Концепция делокализованного или локализованного протонного градиента, как источника механизма трансформации энергии, не получили до настоящего времени окончательного разрешения и находятся в стадии экспериментальных и теоретических проверок.
Смотрите также:
