Mitokondriyal iç zarda yer alan F_oF_1-ATP sentazın işleyişi sırasında, kemiozmotik enerji… — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı

Mitokondriyal iç zarda yer alan $F_oF_1$ -ATP sentazın işleyişi sırasında, kemiozmotik enerjinin (proton-motif kuvvet) mekanik enerjiye (rotasyonel enerji) dönüşümü $a$ ve $c$ alt birimleri arasındaki etkileşimle gerçekleşir. Bu mekanizmanın moleküler detayları göz önüne alındığında, protonların taşınımı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

İntermembran aralıktaki protonlar $a$ alt birimindeki yarı kanala girerek $c$ halkasındaki aspartat kalıntılarını protonlar; bu nötralizasyon aspartatın hidrofobik membran fazına geçişine ve halkanın dönmesine izin verir.Answer
B
Protonlar $c$ halkasının merkezinde bulunan hidrofilik bir kanaldan doğrudan matrikse akar ve bu akış pervaneye benzer bir tork oluşturarak halkayı döndürür.
C
$a$ alt birimindeki korunmuş arginin kalıntısı, protonlanmış (yüksüz) aspartat kalıntılarını elektrostatik olarak iterek $c$ halkasının saat yönünde dönmesini sağlar.
D
Protonların $a$ alt birimindeki hareketi, $F_1$ parçasındaki $\gamma$ (gama) alt biriminin doğrudan protonlanmasına neden olur ve bu durum katalitik bölgelerde ATP sentezini tetikler.

Answer

Protonların intermembran aralıktan gelerek c halkasındaki aspartat kalıntılarını protonlaması ve bu sayede halkanın lipid tabakası içinde dönmesini açıklamaktır.

Doğru ifadede belirtildiği üzere,

F_o

motoru bir 'Brownian ratchet' prensibiyle çalışır. Protonların

a

alt birimindeki intermembran aralığa bakan kanaldan girip

c

halkasındaki aspartat/glutamat kalıntılarını protonlayarak nötrleştirmesi, bu kalıntıların lipid fazına girmesine imkan tanır. Bu sayede kemiozmotik gradyan mekanik rotasyona dönüşür.

Step-by-Step Solution

Protonun

a

alt birimine girişi

İntermembran aralıktaki yüksek konsantrasyonlu protonlar

a

alt biriminin sitozolik yarı kanalına girer.

Kemiozmotik gradyan protonları düşük pH'lı bölgeden kanala doğru iter.

c

alt birimindeki Aspartat kalıntısının protonlanması

c

alt birimindeki negatif yüklü aspartat kalıntısı protonu alarak nötr hale gelir.

Negatif yüklü aspartat hidrofobik membran içine giremez; nötralizasyon bu engeli ortadan kaldırır.

Rotasyonun gerçekleşmesi

Nötralize olan

c

alt birimi lipid tabakasına doğru dönerken, bir başka

c

birimi matriks kanalı hizasına gelir.

Termal hareketler (Brownian motion) sayesinde nötrleşen birimin membrana girmesiyle halka döner.

Protonun matrikse salınması

Matriks kanalına ulaşan protonlu aspartat,

a

alt birimindeki Arginin kalıntısı ile etkileşime girer ve protonu matriks yarı kanalına bırakır.

Düşük proton konsantrasyonlu matriks ve Arginin'in elektrostatik etkisi protonun ayrılmasını sağlar.

Key Concept

Brownian Ratchet Mekanizması ve Fo Sektörü Rotasyonu

Alternative Method

Binding Change Mechanism (Boyer) ile Fo rotasyonu arasındaki ilişkiyi düşünerek, Fo'daki rotasyonun F1'deki gama alt birimini döndürdüğünü ve bunun beta alt birimlerindeki L (Loose), T (Tight) ve O (Open) konformasyonlarını değiştirdiğini hatırlamak çözümde eleme yapmayı kolaylaştırır.

Estimated Time:2m 0s

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Alternative Method

Topics

More questions from this topic