f 1 .f o -atp synthasa
DESCRIPTION
F 1 .F o -ATP synthasa. F 1 .F o -ATPasy „H + -translocating ATPases“ membrána Mtch, baktérií, tylakoidů E 1 .E 2 -ATPasy „Na + /K + - translocating ATPases“ eukaryotické plasmatické membrány A o A 1 -ATPasy archebaktérie – hybridy V a F 1 .F o -ATPas - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/1.jpg)
F1.Fo-ATP synthasa
![Page 2: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/2.jpg)
Skupiny ATPas
F1.Fo-ATPasy „H+ -translocating ATPases“
membrána Mtch, baktérií, tylakoidů
E1.E2-ATPasy „Na+/K+ - translocating ATPases“
eukaryotické plasmatické membrány
AoA1-ATPasy archebaktérie – hybridy V a F1.Fo-ATPas
V-ATPasy protonové pumpy interních membrán
(tonoplast, synaptické vesikly neuronů)
P-ATPasy ATP-depend. pumpy nabitých látek
![Page 3: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/3.jpg)
Evoluční schéma ATPas
![Page 4: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/4.jpg)
ATP synthasa: Přehled historie
1937 - Herman Kalckar (DEN) – souvislost ATP synthasy a respirace
1961 - Ephraim Racker (USA) - isolace části F1 ATP synthasy1961 - Peter Mitchell (UK) – chemiosmotická hypotéza1964 - Paul D. Boyer – syntéza ATP strukturálními změnami v ATPase
1973 - Boyer – „Binding Change Mechanism„ (energeticky náročným krokem je uvolnění ATP z enzymu1981 - John E. Walker – sekvence genu pro ATPsynthasu.1994 - Walker a spol. – struktura F1-podjednotky
1996-1997 – prokázány rotace během syntézy ATP * chemicky (Richard Cross, USA)* spektroskopicky (Wolfgang Junge, Germany)* mikroskopicky (Masasuke Yoshida, Japan).
![Page 5: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/5.jpg)
Ohlédnutí za historií ATP synthasy …
SlaterMitche
ll
Boyer
Racker
![Page 6: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/6.jpg)
ATPasa: Nobelova cena 1997
Paul Boyer – „binding change mechanism“
John Walker – krystalizace enzymu a struktura
![Page 7: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/7.jpg)
Model alternující vazby ATP
![Page 8: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/8.jpg)
ATPasa - mtch
![Page 9: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/9.jpg)
ATPasy - mtch
![Page 10: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/10.jpg)
ATP synthasa – E. coli
F1 podjednotka
(370kDa)
-řetězce , , , ,
Fo podjednotka
(160Da)
-řetězce a,b,c
Stechiometrie:a.b2.c9-12.3.3...
![Page 11: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/11.jpg)
ATP synthasa
Model struktury ATPasy z E.coli
![Page 12: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/12.jpg)
ATP synthasa - MTCH
Podobná struktura
x souvislost různých podjednotek
-řetězec mtch
-řetězec E.coli
![Page 13: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/13.jpg)
ATPasy – c-řetězce v elektronovém mikroskopu
ATPasa z rostliných thylakoidů
![Page 14: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/14.jpg)
ATPasa – enzymologie
DCCD (dicyklohexylkarbodiimid)
* vysoce specifická a účinná vazba na c-řetězec
* blokace H+ vodivosti Fo
* kovalentní vazba s konzervovaným Asp/Glu v transmembránovém helixu c-řetězce
* vazba 1 molekuly DCCD blokuje kompletní enzym = kooperace a funkční závislos c-podjednotek
![Page 15: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/15.jpg)
ATP synthasa – důkaz rotace
![Page 16: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/16.jpg)
ATP synthasa – důkaz rotace
-kovalentní vazba vlákna aktinu s připevněným fluoroforem
![Page 17: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/17.jpg)
ATP synthasa – důkaz rotace
* -podjednotky přichyceny ke sklu His-tagem
* po přídavku ATP otáčení ve směru hodinových ručiček
![Page 18: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/18.jpg)
ATP synthasa – vliv délky vlákna aktinu
- odpor kladený viskozním prostředím buňky je úměrný druhé mocnině délky vlákna
![Page 19: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/19.jpg)
ATP synthasa – kroková rotace při nízké konc. ATP
ATP 20nM
při nízké konc. ATP probíha rotace po jednotlivých krocích
- vazba pouze 1 molekuly
- chybné kroky zpět = stochastický pohyb
ATP 200 nM
![Page 20: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/20.jpg)
ATPasa – rotace s částicí zlata
Připojení částice Au (cca 4 x větší než ATPasa):
- rotace 8000 rpm
- kroky po 120 , rychlost v jednom kroku cca 120000!
recorded 8000 fps
playback 1/257 s
![Page 21: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/21.jpg)
ATPasa – model rotace
Kontrola 2 stavy:
vazba ATP
- odstup Pi
![Page 22: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/22.jpg)
ATPasa – model rotace
![Page 23: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/23.jpg)
ATPasa – model Fo 33
Perspektivní pohled
![Page 24: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/24.jpg)
ATPasa – model Fo 33
Pohled z boku
![Page 25: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/25.jpg)
ATPasa – model Fo 33
Průřez podjednotko
u
![Page 26: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/26.jpg)
ATPasa – model Fo 33
Pohled svrchu
![Page 27: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/27.jpg)
ATPasa – model Fo 33
Pohled svrchu
![Page 28: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/28.jpg)
ATPasa – detail aktivního místa
Vazebné místo pro ATP
na -řetězci
![Page 29: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/29.jpg)
ATPasa – detail aktivního místa
Vazebné místo pro ATP
na -řetězci
(Molscript)
![Page 30: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/30.jpg)
Titul
Boční pohled na
1 -podjednotku a 1 -podjednotku
![Page 31: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/31.jpg)
ATPasa – uspořádání c-podjednotek
3D zobrazení prstence c-jednotek
![Page 32: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/32.jpg)
ATPasa – animace pro model Fo
![Page 33: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/33.jpg)
ATPasa – animace pro model Fo
![Page 34: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/34.jpg)
ATPasa – netermodynamická regulace
„Inhibiční protein“ – blokování hydrolýzy ATP bez přít. p
* anoxie = pokles pH matrix = vyšší afinita k enzymu
„Záklapka“ – jednosměrnost pohybu -podjednotky u baktérií
* přechod mezi 2 velmi rozdílnými konformace jenom díky otáčení -podjednotky
Thioredoxin – zamezení hydrolýzy ATP v thylakoidech ve tmě
* tma = nečinnost PS1 = není redukovaný feredoxin pro redukci thioredoxinu – tvorba disulfidického můstky a inaktivní formy ATPasy
![Page 35: F 1 .F o -ATP synthasa](https://reader036.vdocuments.net/reader036/viewer/2022062519/56814f08550346895dbc9a3d/html5/thumbnails/35.jpg)
Příště:MTCH a nemoc