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ATPasen sind eine Gruppe von Enzyme wer sind in der Membran von Zellen und die als Ionenpumpe wirken können, d.h. sie drücken Ionen gegen ihre elektrochemischer Gradient kann in oder aus der Zelle transportieren und somit transport Konzentrationsgradient aufbauen. Dieser Prozess kostet Energie, die ATPasen durch Hydrolyse des energiereichen ATP bis um ADP. Wenn der elektrochemische Gradient zu groß oder die ATP-Konzentration zu niedrig wird, kann eine ATPase auch umgekehrt wirken und ADP extrahieren und Phosphat ATP synthetisieren. ATPasen unterscheiden sich von Ionenkanäle, die ATP nicht in ADP oder umgekehrt umwandeln und eher einem Wasserhahn als einer Pumpe ähneln.^[1] ATPasen sind groß Proteinkomplexe, die aus verschiedenen Untereinheiten.

Es können verschiedene Arten von ATPasen unterschieden werden:

P-Typ-ATPasen

Nach dem k-ATPase

P-Typ-ATPasen verbrauchen ATP, um Ionen zu pumpen. Hauptuntertypen:

• Nach demk-ATPasen Schalter Natriumionen raus für Kaliumionen. Dies führt zu einem niedrigen NaKonzentration und ein hohes KKonzentration innerhalb der Zelle. Auf diese Weise wird die Membranpotential erstellt.
• huhk-ATPasen sitzen in der Acid-Säugerzellen sezernieren. Sie bieten die niedrigen Säure in dem Bauch.
• ca² -ATPasen sorgen für einen niedrigen intrazellulären Kalziumkonzentration. Beispiele sind SERCA, in dem sarkoplasmatisches Retikulum von Muskelzellen und die sarkolemmale Kalziumpumpe.

F-Typ-ATPasen

F-Typ-ATPasen spielen eine sehr zentrale Rolle im Energiehaushalt fast aller Organismen. Sie sorgen für die Produktion von ATP aus ADP und anorganischen Phosphat (P_ich). Sie tun dies auf der Grundlage eines Protonengradienten. F-Typ-ATPasen bestehen aus zwei Teilen: F0 und F1. F0 ist ein rotierender Teil, der in einer Membran verankert ist, F1 ist der Teil, in dem ATP synthetisiert wird. Biene Eukaryoten die F-Typ-ATPase befindet sich in der inneren Membran des Mitochondrien, in den höheren Pflanzen kommt es auch in den Thylakoid-Membran. Im Prokaryoten Dieses Enzym befindet sich einfach in der Plasmamembran. Aufgrund der Bedeutung und außergewöhnlichen Schönheit dieses Enzyms wird die Wirkung von F-Typ-ATPasen unten ausführlich beschrieben. Es muss berücksichtigt werden, dass noch nicht alle Details zur Wirkung dieses Enzyms bekannt sind.

Die Wirkung dieser Enzyme ähnelt der Wirkung von a Wassermühle: Ein Höhenunterschied (Protonengradient) bewirkt, dass Wasser (Protonen) entlang des Rades der Wassermühle (F-Typ ATPase) strömt. Dadurch beginnt sich dieses Rad (F0) zu bewegen (diese Drehbewegung wurde tatsächlich bei der F-Typ-ATPase beobachtet). Das Rad ist über eine Achse mit der Maschine (F1) gekoppelt.

Das Herz der 'Maschine' bilden drei Paare von zwei 'Formen' (drei Paare von Alpha und Beta aUntereinheit), bei dem das Produkt aus den Baustoffen gebildet wird. Diese drei Paare sind ringförmig um die Achse (Gamma-Untereinheit) der Maschine angeordnet. In jedem der drei Paare haben die beiden Formen eine unterschiedliche Form und gegenseitige Position (Konformation). Im ersten Paar ist die Konformation so, dass die Schablonen für die Baumaterialien (ADP und P_ich). Im zweiten Formenpaar werden die Baustoffe zusammengeführt und zum Produkt (ATP) verbunden. Das dritte Template-Paar befindet sich in einer geschlossenen Konformation.

Wenn sich das Rad und die zugehörige Welle um 1/3 Umdrehung drehen, ändert dies die Form jeder der Untereinheiten in der 'Maschine'. Das erste Paar geht von der offenen Konformation in die Konformation über, in der die Baustoffe verbunden sind. In diesem ersten Paar wird nun ATP aus ADP und P . gebildet_ich. Im zweiten Paar wird nun das Produkt gebildet, dieses Paar bewegt sich in die geschlossene Konformation. Dadurch wird das Produkt „ausgeworfen“. Aus diesem zweiten Paar wird das gebildete ATP freigesetzt. Das dritte Paar wechselt von der geschlossenen Konformation in die offene Konformation, hier kommen die Baustoffe ADP und P komen_ich jetzt geh rein.

Dreht sich die Welle noch 1/3 Umdrehung, wiederholt sich dieser Vorgang. Aus dem ersten Paar von Untereinheiten wird nun ATP freigesetzt, dieses Paar geht in die geschlossene Konformation über. Das zweite Paar von Untereinheiten öffnet und empfängt ADP und P_ich. Im dritten Untereinheitenpaar wird nun ATP aus ADP und P . gebildet_ich. Wenn sich die Welle eine weitere 1/3 Umdrehung dreht, ist ein Zyklus abgeschlossen. Die Welle hat sich dann eine volle Umdrehung gedreht, wodurch 3 Moleküle ATP gebildet wurden. Und so wiederholt sich der Vorgang immer wieder.

Andere Arten von ATPasen

Die V-Typ-ATPasen funktionieren genau umgekehrt als die F-Typ-ATPasen. Die V-Typ-ATPasen verwenden ATP, um Protonen in ein Kompartiment mit hohem Säuregehalt zu pumpen (wo bereits ein Protonenüberschuss vorhanden ist). Die Wirkung dieser ATPasen kann daher in etwa mit der Wirkung einer Pumpstation verglichen werden. Dieser Typ findet sich hauptsächlich in der Membran Vakuolen, Lysosomen und andere Fächer mit niedrigem pH.Zu den ABC-Typ-ATPasen gehören unter anderem diese sogenannten Multidrug-Transporter, die Medikamente aus Krebszellen pumpen, und die Flippasen.

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