ATP sintase

Itu ATP sintase mengkatalisis sintesis ATP. Ini adalah kompleks komponen hidrofobik dan hidrofilik.

Apa itu ATP Synthase?

ATP sintase adalah protein transmembran yang bertindak baik sebagai pompa proton dan sebagai enzim untuk sintesis ATP. Sebagai pompa proton, pompa menggunakan ATP untuk menghasilkan energi, sedangkan pompa menggunakan energi untuk membangun ATP.

Enzim tersebut terdiri dari 8 sampai 20 subunit yang berkelompok membentuk dua kompleks. Satu kompleks tidak larut dalam air dan berada di dalam membran. Kompleks ini mengangkut proton ke tingkat energi yang lebih tinggi sambil mengonsumsi ATP. Bagian enzim yang larut dalam air di tepi dalam membran mengkatalisis sintesis ATP dari ADP menggunakan gradien proton. Bagian yang tidak larut dalam air disebut sebagai Fo kompleks dan bagian yang larut dalam air disebut F1 kompleks.

Karena dua subunitnya, nama ini juga digunakan untuk sintase ATP FoF1-ATPase Aplikasi. Belum ada enzim lain yang mensintesis ATP yang dikenali. Ada banyak yang disebut ATPase untuk ini, tetapi semuanya hanya menggunakan ATP. ATP sintase adalah satu-satunya enzim yang dapat mengkonsumsi dan mensintesis ATP.

Fungsi & tugas

Sintase ATP memainkan peran kunci dalam metabolisme energi. Semua proses metabolisme yang memakan energi bergantung pada fungsi penyimpanan energi ATP. Karena banyaknya proses metabolisme, 80 kilogram ATP disintesis dalam tubuh manusia setiap hari dan segera dipecah kembali.

ATP dibangun dari ADP melalui akumulasi residu fosfat sambil menyerap energi. Ini menciptakan molekul bermuatan tegangan yang ingin cepat melepaskan energinya dengan melepaskan residu fosfat. Namun, jika tidak ada penyimpanan energi perantara oleh ATP, tidak ada lagi proses metabolisme yang akan terjadi.

ATP hadir secara universal dalam organisme hidup. Ini berlaku untuk tumbuhan, jamur dan bakteri serta manusia dan hewan. Dalam semua organisme, bagaimanapun, sintase ATP juga memastikan pembentukan ATP. Untuk waktu yang lama mekanisme transfer energi tidak jelas. Mayoritas ilmuwan berasumsi bahwa energi berasal dari senyawa antara berenergi tinggi dan ditransfer ke ATP. Namun, kimiawan Inggris Peter D. Mitchell adalah orang pertama yang mendalilkan bahwa ATP mendapatkan energinya dari gradien proton (gradien PH), dengan ATP sintase memainkan peran utama. Tesis ini kemudian dikonfirmasi.

Menurut temuan para peneliti, sintesis ATP terjadi pada bagian enzim yang larut dalam air. Jika proton terpecah di bagian enzim yang tidak larut dalam air di dalam membran, muatan negatif yang tercipta selama pemisahan dapat distabilkan melalui interaksi ionik. Untuk melakukan ini, molekul harus sedikit memelintir dan membangun ketegangan. Sintase ATP sekarang telah menyimpan energi. Ketika muatan negatif diprotonasi, molekul akan terkunci kembali seperti pegas yang dikencangkan dan mentransfer gerakan berputar ke bagian luar enzim yang larut dalam air. Di sana transfer energi terjadi melalui pengambilan residu fosfat dari ADP, di mana ATP dibuat. ATP, pada gilirannya, adalah molekul kaya energi dengan tegangan mekanik tinggi, yang melepaskan energinya dengan melepaskan residu fosfat.

Sintase ATP adalah bagian intrinsik dari rantai pernapasan dan sebagian besar terjadi di mitokondria. Dengan sintase ATP, satu-satunya enzim pembangun ATP yang ditemukan. Tanpa ATP, semua proses energetik dalam organisme akan terhenti. Dengan ditemukannya sintase ATP, hubungan yang salah paham antara oksidasi NADH dan sintesis ATP akhirnya diselesaikan.

Anda dapat menemukan obat Anda di sini

Penyakit & penyakit

Sehubungan dengan ATP sintase, penyakit juga dapat terjadi, yang terutama memanifestasikan dirinya sebagai gangguan pada rantai pernapasan. Produksi energi dalam organisme terjadi di mitokondria. Di sana, senyawa dengan kandungan energi tinggi seperti asam lemak atau glukosa terus dipecah melalui siklus asam sitrat. Sebagai penyimpan energi jangka pendek yang sangat penting, ATP harus terus dibentuk.

Jika sintesis ATP terganggu, tidak cukup energi yang dapat dilepaskan. Gejala seperti kelemahan besar dan kelelahan terjadi. Otot dan sistem saraf selalu terpengaruh. Karena proses energik berlangsung di mitokondria, penyakit ini juga dikenal sebagai mitokondriopati.

Malfungsi atau kerusakan mitokondria merupakan ciri khas dari gangguan ini. Namun, penyebab penyakit mitokondria beragam. Ada bentuk penyakit yang diturunkan dan didapat. Pada mitokondriopati yang diturunkan, mutasi enzim hadir dalam rantai pernapasan. Dalam kasus kelainan bawaan, baik DNA mitokondria maupun DNA dari inti sel dapat diubah oleh mutasi. Tentu saja, di antara banyak enzim dalam rantai pernapasan, ATP sintase juga dapat mengalami mutasi.

Jika enzim gagal sepenuhnya, organisme tersebut tidak akan dapat hidup. Dengan fungsinya yang terbatas, dapat diklasifikasikan dalam kelompok besar penyakit mitokondria. Bentuk penyakit mitokondria yang berbeda menyebabkan pola gejala yang berbeda. Namun, mereka semua memiliki gangguan neuromuskuler yang sama. Artinya sistem saraf dan otot selalu terpengaruh oleh suplai energi yang rendah. Sistem kardiovaskular dan ginjal sering mengalami gangguan.

Karena pasokan energi terganggu, kebanyakan penyakit berkembang dengan cepat. Namun, tidak ada terapi kausal, karena ini adalah penyakit genetik. Penting untuk meningkatkan asupan energi dalam bentuk karbohidrat dan lemak serta membatasi konsumsi energi.