Paul Boyer tarafından önerilen ve Mitchell'in kemiozmotik teorisiyle bütünleşen "Bağlanma … — TUS - Tıpta Uzmanlık Sınavı

Paul Boyer tarafından önerilen ve Mitchell'in kemiozmotik teorisiyle bütünleşen "Bağlanma Değişim Modeli" (Binding Change Model) uyarınca, $F_oF_1$ -ATP sentaz enziminin katalitik döngüsünde proton-motif kuvvetten ( $pmf$ ) elde edilen enerjinin temel fonksiyonu aşağıdakilerden hangisidir?

$T$ (sıkı) konformasyonundaki aktif bölgeye çok güçlü bağlanmış olan ATP'nin enzimden ayrılmasını sağlamak amacıyla konformasyonel değişikliği tetiklemekAnswer
B
ADP ve inorganik fosfat ( $P_i$ ) molekülleri arasında yüksek enerjili fosfoanhidrit bağının oluşumu için gereken serbest enerjiyi doğrudan sağlamak
C
Enzimin bir tam dönüşü ( $360^\circ$ ) sonucunda her bir $\beta$ alt biriminden ikişer tane olmak üzere toplam 6 molekül ATP sentezlenmesini garantilemek
D
ADP ve $P_i$ moleküllerinin $L$ (gevşek) konformasyonuna bağlanabilmesi için aktif bölgeyi elektrostatik olarak aktive etmek
E
Mitokondriyal matriste biriken ATP moleküllerini sitozole pompalamak için gereken elektriksel potansiyeli oluşturmak

Answer

Proton-motif kuvvetin temel fonksiyonu,

T

(sıkı) konformasyonundaki aktif bölgeye çok güçlü bağlanmış olan ATP'nin serbest kalmasını sağlamak için konformasyonel değişikliği tetiklemektir.

Bağlanma Değişim Modeli'ne göre, ATP sentazın aktif bölgelerinde ATP sentezi termodinamik olarak kolaydır çünkü enzim ATP'ye çok yüksek afiniteyle bağlanarak geçiş durumunu stabilize eder. Proton-motif kuvvetten gelen enerji,

\gamma

alt birimini döndürerek

\beta

alt birimini

T

(sıkı) halinden

O

(açık) haline getirir.

O

halinin ATP'ye afinitesi çok düşük olduğu için ATP enzimden serbest kalır.

Step-by-Step Solution

F_oF_1

-ATP sentazın yapısını analiz et.

Enzim, proton akışıyla dönen bir rotor (

c

halkası,

\gamma

\epsilon

) ve sabit bir statordan (

\alpha_3\beta_3

başlığı,

a, b, \delta

) oluşur.

Mekanik enerjinin nasıl konformasyonel enerjiye dönüştüğünü anlamak için yapısal ayrım kritiktir.

Boyer'in Bağlanma Değişim Modelindeki konformasyonları değerlendir.

\beta

alt birimleri üç halde bulunur:

L

(gevşek - substrat bağlar),

T

(sıkı - ATP sentezlenir),

O

(açık - ATP salınır).

Her bir durumun enerji durumunu ve substrat ilgisini belirlemek gerekir.

Enerji gerektiren basamağı tanımla.

Enzim yüzeyinde

ADP + P_i \rightleftharpoons ATP

dengesi 1'e yakındır (enerji gerekmez). Ancak ATP'nin salınması (

T \rightarrow O

geçişi) için

\gamma

milinin dönüşüyle sağlanan enerji şarttır.

Kemiozmotik teorinin en paradoksal ve önemli çıkarımı, enerjinin sentez için değil, salınım için kullanılmasıdır.

Key Concept

Bağlanma Değişim Modeli'ne göre ATP sentezi kendiliğinden gerçekleşirken, proton akışı ATP'nin enzimden salınması için gereken konformasyonel değişikliği sağlar.

Practice More

ATP sentazın döner kataliz mekanizmasını ve oligomisin gibi inhibitörlerin bu döngünün hangi kısmını (stator vs rotor etkileşimi) bozduğunu inceleyiniz.

Estimated Time:1m 30s

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Practice More

Topics

More questions from this topic