Conversões de energia: ATPsintase / Quimiosmose Flashcards
Lugar de ocorrência
- Ocorre em mitocôndrias e cloroplastos
- Ocorre na maioria das bactérias e arquéias
- Ocorre nas membranas
- Num ambiente de gradiente elétroquimica → mais ácido no espaço intermembranar (H+)
O que é a ATP sintase
A ATP sintase é uma proteina de membrana e enzima → vai buscar energia devido ao gradiente elétroquímico
Que papel desempanha a ATP sintase
Desempanha um papel fundamental em todas as nossas células produzindo a maior parte do ATP usado nos mecanismos celulares
Como é que é composta a ATP sintase
- É composta por 2 domínios unidos por um eixo 𝛄
- São motores giratórios, cada um alimentado por um tipo de energia diferente
Domínio Fo : membranar (o não 0)
funciona como motor elétrico
- Alimenta-se do fluxo de protões que atravessa a membrana → induz uma rotação do motor (a azul)
- Energia elétrica → energia mecânica
- Muda a adinidade e altera a conformação do domínio extracelular
Domínio F1: não membranar
funciona como motor químico
- Soluvél
- Energia mecânica → energia química
- composto por 6 unidades ɑ e ß (3 de cada) alternadas
Como é que funciona nas células
- Como o modo de operação é reversível, um dos motores força o outro a funcionar como gerador.
- Nas células o Fo usa o gradiente de protões para fazer rodar o eixo que por sua vez força F1 a produzir ATP.
Qual é o rendimento
88.1%
Fluxo de protões - como é composto o rotor
composto por 12 cópias da mesma proteína e a bomba de protões por uma cadeia única
Bomba de protões
A bomba tem um resíduo de argina (carregada positivamente/neutro) que fornece ao aspartato o protão e fica neutra
Aspartato no ambiente da membrana
- O aspartato está normalmente está carregado negativamente → No ambiente hidrofóbico da membrana, essa carga negativa é energeticamente desfavorável.
- Para evitar essa situação, o aspartato aceita um protão (fica neutro), tornando-se mais estável na membrana.
O que acontece ao aspartato protonado
Uma vez protonado, o aspartato avança (devido à difusão natural e às interações na estrutura do rotor → gradiente de protões)
O que acontece ao rotor
- O rotor gira fisicamente para colocar o próximo aspartato desprotonado em posição de receber um protão.
- O rotor só gira quando os aspartatos estão neutros
O que acontece aos protões
Os protões são “recolhidos” por outros aminoácidos da bomba assim que os aspartatos voltam a entrar em contacto com a bomba, após rotação. São libertados depois do outro lado da
membrana
Primeiro passo do mecanismo de síntese de ATP no F1
Fixação de fosfato (esquerda)
→ 3 subunidades αβ, cada uma com um local de ligação do ADP e Pi (inorgânico)→ cada uma produz uma ATP
Segundo passo do mecanismo de síntese de ATP no F1
Formação de uma nova ligação fosfato-fosfato
- A rotação do eixo 𝛄 força a alterações conformacionais nas subunidades ɑ e ß → permite a síintese
- Essa mudança conformacional favorece a reação química entre ADP e Pi, resultando na formação da ligação fosfato-fosfato, formando ATP.
- O eixo tem uma forma assimétrica para provocar as alterações conformacionais
Que conformações tem?
- Aberto (O) – Liberta ATP e prepara-se para fixar ADP e Pi novamente.
- Fechado (T) – Mantém ADP e Pi fixados
- Aperto (L) – Catalisa a formação de ATP.
Terceiro passo do mecanismo de síntese de ATP no F1
- Libertação do ATP (direita)
- Depois do ATP ser formado, o eixo γ continua a girar e provoca mais uma mudança conformacional.
- O ATP é libertado da subunidade.
