Forskellen mellem ATPase og ATP-syntase

2024 Forfatter: Alex Aldridge | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-17 13:35

Nøgleforskel – ATPase vs ATP Synthase

Adenosintriphosphat (ATP) er et komplekst organisk molekyle, der deltager i de biologiske reaktioner. Det er kendt som "molekylær valutaenhed" for intracellulær energioverførsel. Det findes i næsten alle former for liv. I stofskiftet er ATP enten forbrugt eller genereret. Når ATP forbruges, frigives energi ved omdannelse til henholdsvis ADP (adenosin-diphosphat) og AMP (adenosinmonofosfat). Enzymet, som katalyserer følgende reaktion, er kendt som ATPase.

ATP → ADP + Pi + Energi frigives

I andre metaboliske reaktioner, som inkorporerer ekstern energi, genereres ATP fra ADP og AMP. Enzymet, som katalyserer den nedennævnte reaktion, kaldes en ATP-syntase.

ADP + Pi → ATP + Energi er forbrugt

Så den vigtigste forskel mellem ATPase og ATP-syntase er, at ATPase er det enzym, der nedbryder ATP-molekyler, mens ATP-syntasen involverer ATP-produktion.

Hvad er ATPase?

ATPasen eller adenylpyrophosphatasen (ATP-hydrolase) er enzymet, som nedbryder ATP-molekyler til ADP og Pi (fri fosfation). Denne nedbrydningsreaktion frigiver energi, som bruges af andre kemiske reaktioner i cellen. ATPaser er klassen af membranbundne enzymer. De består af en anden klasse af medlemmer, der besidder unikke funktioner såsom Na⁺/K^{+-ATPase, Proton-ATPase, V-ATPase, Hydrogen Kalium-ATPase, F-ATPase og Calcium-ATPase. Disse enzymer er integrerede transmembranproteiner. De transmembrane ATPaser flytter opløste stoffer hen over den biologiske membran mod deres koncentrationsgradient typisk ved at indtage ATP-molekylerne. Så hovedfunktionerne af ATPase-enzymfamiliemedlemmer er at flytte cellemetabolitter over den biologiske membran og eksportere toksiner, affald og de opløste stoffer, der kan hindre den normale cellefunktion.}

Et meget vigtigt eksempel er natrium/kalium-udveksler ATPase (Na⁺/K⁺-ATPase), der involverer opretholdelse af cellemembranen potentiel. Hydrogen/Kalium ATPase (H⁺/P⁺-ATPase) forsurer maven, som også er kendt som "gastrisk protonpumpe." Nogle af ATPase-enzymerne fungerer som cotransportører og pumper. Aktiv transport er bevægelsen af molekyler over en membran fra lavere koncentrationsområde til et højere koncentrationsområde af molekyler mod en koncentrationsgradient. Sekundær aktiv transport involverer den elektrokemiske gradient. Cotransporterne bruges i den sekundære aktive transport af molekyler. Na⁺/K^{+-ATPase er en velkendt cotransporter, som forårsager nettoladningsstrømmen.}

Figur 01: ATPase (natrium-kaliumpumpe)

ATPase-klassifikation

Der er forskellige ATPaser. De adskiller sig i funktion, struktur og de ioner, de transporterer. ATPaser er klassificeret som under,

F-ATPase – Det findes i bakterielle plasmamembraner, mitokondrier og kloroplast. Den vandopløselige del af F_{1 sektionen hydrolyserer ATP.}
V-ATPase – Det findes i de eukaryote vakuoler. Det katalyserer ATP-hydrolysering i organeller som protonpumpe af lysosom til at transportere opløste stoffer.
A-ATPase – Archaea har A-ATPase. De fungerer som F-ATPase.
P-ATPase – Det findes i bakterier, svampe og eukaryote membraner og organeller. Den fungerer som iontransportører på tværs af membranen.
E-ATPase – Et celleoverfladeenzym involverer hydrolyse af NTPS inklusive ekstracellulær ATP.

Hvad er ATP Synthase?

Dette er enzymet, der skaber ATP (energilagringsmolekyler). Den overordnede reaktion på, at katalyserende ATP-syntese er som nedenstående, ADP + Pi + H⁺ (ud) ⇌ ATP + H₂0 + H⁺⁽ⁱ⁾

Nøgleforskel mellem ATPase og ATP-syntase

Figur 02: ATP-syntase

Da denne reaktion er energetisk ugunstig (ATP fra ADP), foregår den i den modsatte retning. Det har to hovedområder i enzymstrukturen. Dette har en roterende motorisk struktur, der tillader ATP-produktion. De er F1 (brøk 1) region og F₀ (brøk nul) region. På grund af denne rotationsmekanisme (molekylær maskine) driver F₀ regionen rotationen af F₁regionen. F₀ regionen har C-ring og andre underenheder som a, b, d og F₆F₁ regionen har alfa-, beta-, gamma- og delta-underenheder. F₁ og F_{0 skaber tilsammen en vej for protonbevægelser hen over membranen. De producerer hovedsageligt flere ATP-molekyler i elektrontransportkæden gennem oxidativ phosphorylering.}

Hvad er lighederne mellem ATPase og ATP-syntase?

Begge regulerer antallet af ATP-molekyler i cellen.
Begge er enzymer med flere underenheder.
Begge kan regulere bevægelsen af molekyler hen over membranen.
Begge er tungmolekylære enzymer.
Begge er enzymer, der er protein i naturen.

Hvad er forskellen mellem ATPase og ATP-syntase?

ATPase vs ATP Synthase
ATPase er det enzym, der nedbryder ATP-molekyler.	ATP Syntase er det enzym, der involverer ATP-produktion.
Reaktion
ATPase katalyserer den energetisk gunstige reaktion (ATP til ADP).	ATP Syntase katalyserer den energetisk ugunstige reaktion (ADP til ATP).
Fri fosfation
ATPase genererer fri phosphation.	ATP Synthase forbruger fri fosfation til at producere ATP.
Motorrotormekanisme for ATP-nedbrud
ATPase viser ikke "motorrotormekanismen" for ATP-nedbrud.	ATP Synthase viser "motorrotormekanismen" for ATP-produktion.
Reaktionstype
ATPase er involveret i eksoterme reaktioner.	ATP Syntase er involveret i endoterme reaktioner.

Opsummering – ATPase vs ATP Synthase

ATP-produktion og hydrolyseprocesser findes i næsten alle former for liv. I metabolismereaktionerne bliver de enten forbrugt eller regenereret. Når de er forbrugt, frigives energi. ADP (adenosin diphosphat) og AMP (adenosin monophosphat) produceres under ATP-nedbrydningen. Enzymet, der katalyserer ATP-nedbrydningsreaktionen, er kendt som ATPase. I andre metaboliske reaktioner genereres ATP fra ADP og AMP. Enzymet, der katalyserer ATP-produktionsreaktionerne, kaldes en ATP-syntase. Dette er forskellen mellem ATPase og ATP Synthase.

Download PDF-versionen af ATPase vs ATP Synthase

Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnotat. Download venligst PDF-version her Forskel mellem ATPase og ATP Synthase