Soru

Zorluk: OrtaOksidatif Fosforilasyon ve Kemiozmotik Teori

Peter Mitchell tarafından ileri sürülen kemiozmotik teori ve Paul Boyer'in "bağlanma değişim modeli" (binding change model) bir bütün olarak ele alındığında; mitokondriyal FoF1F_oF_1-ATP sentazın işleyişi sırasında proton-motif kuvvetin sağladığı enerjinin asıl fonksiyonu aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    ADP ve inorganik fosfatın (PiP_i) aktif bölgeye bağlanması için gereken aktivasyon enerjisini sağlamak
  2. B
    Aktif bölgede ADP ile PiP_i arasında kovalent fosfoanhidrit bağı oluşumu için gereken enerjiyi doğrudan aktarmak
  3. Merkezi γ\gamma alt birimini döndürerek, sentezlenen ATP'nin aktif bölgeden salınması için gereken konformasyonel değişikliği tetiklemekCevap
  4. D
    Elektron transport zincirinden gelen elektronların doğrudan ADP üzerine transferini katalizlemek
  5. E
    Mitokondriyal iç zardaki elektriksel potansiyeli (Δψ\Delta\psi) artırarak NADH oksidasyon hızını yavaşlatmak

Cevap

Proton-motif kuvvetten elde edilen enerji, ATP sentazın merkezi alt birimini döndürerek sentezlenen ATP'nin enzimden ayrılmasını sağlar.
Boyer'in bağlanma değişim modeline göre, ATP sentazın β\beta alt birimleri üç farklı konformasyonda (LL: Gevşek, TT: Sıkı, OO: Açık) bulunur. Proton akışıyla dönen γ\gamma alt birimi, bu konformasyonlar arasında geçişi sağlar. Enzim, ATP'yi o kadar sıkı bağlar ki sentez basamağı kendiliğinden gerçekleşir; ancak kemiozmotik enerji, bu sıkı bağı koparıp ATP'nin serbest kalmasını (salınımını) sağlamak için gereklidir.

Adım Adım Çözüm

1
Kemiozmotik teorinin enerji dönüşümünü analiz et.
Protonların gradient yönünde akışı mekanik enerjiye (rotasyon) dönüşür.
FoF_o kompleksinden geçen protonlar cc-halkasını ve dolayısıyla γ\gamma alt birimini döndürür.
2
Boyer'in Bağlanma Değişim Modeli'ni (Binding Change Model) uygula.
Enerji, ATP sentezinden ziyade ATP'nin salınımı için harcanır.
Enzimin ATP'ye ilgisi çok yüksektir; γ\gamma alt biriminin dönüşü β\beta alt birimini 'Sıkı' (TT) halden 'Açık' (OO) hale getirerek ATP'nin salınmasını sağlar.

Anahtar Kavram

Bağlanma Değişim Modeli'ne göre ATP sentazda enerji, sentezlenen ATP'nin aktif bölgeden salınması (release) için kullanılır.
Tahmini Süre:1m 30s
Bu soruyu puanla