Belangrijk verschil - ATPase versus ATP-synthase
Adenosinetrifosfaat (ATP) is een complex organisch molecuul dat deelneemt aan de biologische reacties. Het staat bekend als "moleculaire munteenheid" van intracellulaire energieoverdracht. Het komt in bijna alle vormen van leven voor. In het metabolisme wordt ATP ofwel verbruikt ofwel gegenereerd. Wanneer ATP wordt verbruikt, komt energie vrij door omzetting in respectievelijk ADP (adenosinedifosfaat) en AMP (adenosinemonofosfaat). Het enzym dat de volgende reactie katalyseert, staat bekend als ATPase.
ATP → ADP + Pi + Energie komt vrij
Bij andere metabole reacties die externe energie bevatten, wordt ATP gegenereerd uit ADP en AMP. Het enzym dat de onderstaande reactie katalyseert, wordt een ATP-synthase genoemd.
ADP + Pi → ATP + Energie wordt verbruikt
Dus het belangrijkste verschil tussen ATPase en ATP-synthase is dat ATPase het enzym is dat ATP-moleculen afbreekt, terwijl het ATP-synthase betrokken is bij de ATP-productie.
Wat is ATPase?
De ATPase of adenylpyrofosfatase (ATP-hydrolase) is het enzym dat ATP-moleculen ontleedt in ADP en Pi (vrij fosfaation). Bij deze ontledingsreactie komt energie vrij die wordt gebruikt door andere chemische reacties in de cel. ATPasen zijn de klasse van membraangebonden enzymen. Ze bestaan uit een andere klasse van leden die unieke functies bezitten, zoals Na+/K+-ATPase, Proton-ATPase, V-ATPase, Waterstof-kalium-ATPase, F-ATPase en Calcium-ATPase. Deze enzymen zijn integrale transmembraaneiwitten. De transmembraan-ATPasen verplaatsen opgeloste stoffen over het biologische membraan tegen hun concentratiegradiënt in, meestal door de ATP-moleculen te consumeren. De belangrijkste functies van de leden van de ATPase-enzymfamilie zijn dus het verplaatsen van celmetabolieten over het biologische membraan en het exporteren van toxines, afval en de opgeloste stoffen die de normale celfunctie kunnen belemmeren.
Een heel belangrijk voorbeeld is de natrium-/kaliumwisselaar ATPase (Na+/K+-ATPase) die het celmembraan in stand houdt potentieel. De waterstof/kalium-ATPase (H+/P+-ATPase) verzuurt de maag, ook wel bekend als "maagprotonpomp". Sommige van de ATPase-enzymen werken als cotransporters en pompen. Actief transport is de beweging van moleculen over een membraan van een gebied met een lagere concentratie naar een gebied met een hogere concentratie van moleculen tegen een concentratiegradiënt. Secundair actief transport omvat de elektrochemische gradiënt. De cotransporters worden gebruikt bij het secundaire actieve transport van moleculen. De Na+/K+-ATPase is een bekende cotransporter die de netto ladingsstroom veroorzaakt.
Figuur 01: ATPase (natrium-kaliumpomp)
ATPase-classificatie
Er zijn verschillende ATPasen. Ze verschillen in functie, structuur en de ionen die ze transporteren. ATPasen zijn geclassificeerd als balg,
- F-ATPase – Het wordt aangetroffen in bacteriële plasmamembranen, mitochondriën en chloroplasten. Het in water oplosbare deel van F1 sectie hydrolyseert ATP.
- V-ATPase – Het wordt gevonden in de eukaryote vacuolen. Het katalyseert ATP-hydrolysering in organellen zoals een protonpomp van lysosoom om opgeloste stoffen te transporteren.
- A-ATPase – Archaea heeft A-ATPase. Ze werken als F-ATPase.
- P-ATPase – Het wordt aangetroffen in bacteriën, schimmels en eukaryote membranen en organellen. Het functioneert als ionentransporters door het membraan.
- E-ATPase – Een enzym op het celoppervlak houdt in dat NTPS wordt gehydrolyseerd, inclusief extracellulair ATP.
Wat is ATP-synthase?
Dit is het enzym dat ATP (energieopslagmoleculen) aanmaakt. De algemene reactie die de ATP-synthese katalyseert, is als volgt, ADP + Pi + H+ (uit) ⇌ ATP + H20 + H+(in)
Figuur 02: ATP-synthase
Omdat deze reactie energetisch ongunstig is (ATP van ADP), vindt deze in omgekeerde richting plaats. Het heeft twee belangrijke gebieden in de enzymstructuur. Dit heeft een roterende motorstructuur die ATP-productie mogelijk maakt. Ze zijn F1 (fractie 1) regio en F0 (fractie nul) regio. Door dit rotatiemechanisme (moleculaire machine) stuurt de F0 regio de rotatie van F1regio aan. F0 region heeft C-ring en andere subeenheden zoals a, b, d en F6F1 regio heeft alfa-, bèta-, gamma- en delta-subeenheden. F1 en F0 creëren samen een pad voor protonbeweging over het membraan. Ze produceren voornamelijk meer ATP-moleculen in de elektronentransportketen door oxidatieve fosforylering.
Wat zijn de overeenkomsten tussen ATPase en ATP-synthase?
- Beide reguleren het aantal ATP-moleculen in de cel.
- Beide zijn enzymen met meerdere subeenheden.
- Beide kunnen de beweging van moleculen door het membraan reguleren.
- Beide zijn enzymen met een zwaar molecuulgewicht.
- Beide zijn enzymen die van nature eiwit zijn.
Wat is het verschil tussen ATPase en ATP-synthase?
ATPase versus ATP-synthase |
|
| ATPase is het enzym dat ATP-moleculen afbreekt. | ATP-synthase is het enzym dat zorgt voor de productie van ATP. |
| Reactie | |
| ATPase katalyseert de energetisch gunstige reactie (ATP naar ADP). | ATP-synthase katalyseert de energetisch ongunstige reactie (ADP naar ATP). |
| Vrij fosfaation | |
| ATPase genereert gratis fosfaationen. | ATP-synthase verbruikt vrije fosfaationen om ATP te produceren. |
| Motorrotormechanisme van ATP-afbraak | |
| ATPase toont niet het "Motorrotormechanisme" van ATP-afbraak. | ATP Synthase toont het "Motorrotormechanisme" van ATP-productie. |
| Reactietype | |
| ATPase is betrokken bij exotherme reacties. | ATP-synthase is betrokken bij endotherme reacties. |
Samenvatting – ATPase versus ATP-synthase
ATP-productie- en hydrolyseprocessen komen in bijna alle vormen van leven voor. Bij de stofwisselingsreacties worden ze ofwel geconsumeerd ofwel geregenereerd. Als ze worden verbruikt, komt er energie vrij. ADP (adenosinedifosfaat) en AMP (adenosinemonofosfaat) worden geproduceerd tijdens de ATP-afbraak. Het enzym dat de ATP-afbraakreactie katalyseert, staat bekend als ATPase. Bij andere metabole reacties wordt ATP gegenereerd uit ADP en AMP. Het enzym dat de ATP-productiereacties katalyseert, wordt een ATP-synthase genoemd. Dit is het verschil tussen ATPase en ATP Synthase.
Download de PDF-versie van ATPase vs ATP Synthase
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen ATPase en ATP-synthase
