הבדל בין ATPase ל-ATP Synthase

2024 מְחַבֵּר: Alex Aldridge | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 13:39

הבדל מפתח - ATPase לעומת ATP Synthase

Adenosine triphosphate (ATP) היא מולקולה אורגנית מורכבת המשתתפת בתגובות הביולוגיות. זה ידוע בתור "יחידת מטבע מולקולרית" של העברת אנרגיה תוך תאית. זה נמצא כמעט בכל צורות החיים. במטבוליזם, ATP נצרך או נוצר. כאשר ATP נצרך, אנרגיה משתחררת על ידי המרה ל-ADP (אדנוזין דיפוספט) ו-AMP (אדנוזין מונופוספט) בהתאמה. האנזים המזרז את התגובה הבאה ידוע בשם ATPase.

ATP → ADP + Pi + אנרגיה משוחררת

בתגובות מטבוליות אחרות המשלבות אנרגיה חיצונית, ATP נוצר מ-ADP ו-AMP. האנזים המזרז את התגובה המוזכרת להלן נקרא ATP Synthase.

ADP + Pi → ATP + צריכת אנרגיה

אז, ההבדל העיקרי בין ATPase ל-ATP Synthase הוא, ATPase הוא האנזים שמפרק מולקולות ATP בעוד ש-ATP Synthase מעורב בייצור ATP.

מה זה ATPase?

ה-ATPase או adenylpyrophosphatase (ATP hydrolase) הוא האנזים שמפרק מולקולות ATP ל-ADP ו-Pi (יון פוספט חופשי). תגובת פירוק זו משחררת אנרגיה המשמשת תגובות כימיות אחרות בתא. ATPases הם מחלקה של אנזימים הקשורים לממברנה. הם מורכבים ממעמד אחר של איברים בעלי פונקציות ייחודיות כגון Na⁺/K^{+-ATPase, Proton-ATPase, V-ATPase, מימן אשלגן-ATPase, F-ATPase ו-calcium-ATPase. אנזימים אלו הם חלבונים טרנסממברניים אינטגרליים. ATPases הטרנסממברניים מעבירים מומסים על פני הממברנה הביולוגית כנגד שיפוע הריכוז שלהם, בדרך כלל על ידי צריכת מולקולות ה-ATP. אז, התפקידים העיקריים של בני משפחת האנזים ATPase הם העברת מטבוליטים של התא על פני הממברנה הביולוגית וייצוא רעלים, פסולת ומומסים שיכולים להפריע לתפקוד תקין של התא.}

דוגמה חשובה מאוד היא ATPase מחליף נתרן/אשלגן (Na⁺/K⁺-ATPase) הכרוך בשמירה על קרום התא פוטנציאל. ה-ATPase של מימן/אשלגן (H⁺/P⁺-ATPase) מחמצת את הקיבה, המכונה גם "משאבת פרוטונים בקיבה". חלק מאנזימי ה-ATPase פועלים כמעבירים ומשאבים. הובלה פעילה היא תנועה של מולקולות על פני ממברנה מאזור ריכוז נמוך לאזור ריכוז גבוה יותר של מולקולות כנגד שיפוע ריכוז. תחבורה פעילה משנית כרוכה בשיפוע האלקטרוכימי. הקוטרנספורטרים משמשים בהובלה פעילה משנית של מולקולות. ה-Na⁺/K^{+-ATPase הוא קוטרנספורטר ידוע שגורם לזרימת הטעינה נטו.}

איור 01: ATPase (משאבת נתרן-אשלגן)

ATPase Classification

ישנם ATPases שונים. הם שונים בתפקוד, במבנה וביונים שהם מעבירים. ATPases מסווגים כתחת,

F-ATPase - הוא נמצא בממברנות פלזמה חיידקיות, במיטוכונדריה ובכלורופלסט. החלק המסיס במים של קטע F_{1 מקטע הידרוליזה של ATP.}
V-ATPase - הוא נמצא ב-vacuoles האוקריוטיים. זה מזרז הידרוליזה של ATP באברונים כמו משאבת פרוטונים של ליזוזום להובלת מומסים.
A-ATPase – לארכיאה יש A-ATPase. הם פועלים כמו F-ATPase.
P-ATPase – הוא נמצא בחיידקים, פטריות וממברנות ואברונים איקריוטיים. הוא מתפקד כמעבירי יונים על פני הממברנה.
E-ATPase – אנזים משטח התא כולל הידרוליזה של NTPS כולל ATP חוץ-תאי.

מהו ATP Synthase?

זהו האנזים שיוצר ATP (מולקולות אגירת אנרגיה). התגובה הכוללת המזרזת סינתזת ATP היא למטה, ADP + Pi + H⁺ (יוצא) ⇌ ATP + H₂0 + H^+(ב)

איור 02: ATP synthase

תגובה זו אינה חיובית מבחינה אנרגטית (ATP מ-ADP) היא מתרחשת בכיוון ההפוך. יש לו שני אזורים עיקריים במבנה האנזים. יש לזה מבנה מנוע סיבובי המאפשר ייצור ATP. הם אזור F1 (שבר 1) ו-F₀ (שבר אפס). בגלל מנגנון סיבוב זה (מכונה מולקולרית) האזור F₀ מניע את הסיבוב של F₁אזור. F₀ region כולל טבעת C ויחידות משנה אחרות כמו a, b, d ו-F₆לאזור F₁ יש יחידות משנה אלפא, בטא, גמא ודלתא. F₁ ו-F_{0 יוצרים ביחד מסלול לתנועת פרוטונים על פני הממברנה. הם מייצרים בעיקר יותר מולקולות ATP בשרשרת הובלה של אלקטרונים באמצעות זרחון חמצוני.}

מהם הדמיון בין ATPase ל-ATP Synthase?

שניהם מווסתים את מספר מולקולות ה-ATP בתא.
שניהם אנזימים מרובי יחידות משנה.
שניהם יכולים לווסת את תנועת המולקולות על פני הממברנה.
שניהם אנזימים במשקל מולקולרי כבד.
שניהם אנזימים שהם חלבון בטבע.

מה ההבדל בין ATPase ל-ATP Synthase?

ATPase לעומת ATP Synthase
ATPase הוא האנזים שמפרק מולקולות ATP.	ATP Synthase הוא האנזים הכרוך בייצור ATP.
Reaction
ATPase מזרז את התגובה החיובית מבחינה אנרגטית (ATP ל-ADP).	ATP סינתזה מזרז את התגובה הבלתי חיובית מבחינה אנרגטית (ADP ל-ATP).
יון פוספט חופשי
ATPase מייצר יון פוספט חופשי.	ATP Synthase צורך יון פוספט חופשי כדי לייצר ATP.
מנגנון רוטור מנוע של פירוק ATP
ATPase לא מציג את "מנגנון הרוטור המנוע" של התמוטטות ATP.	ATP Synthase מציג את "מנגנון הרוטור המנוע" של ייצור ATP.
סוג תגובה
ATPase מעורב בתגובות אקסותרמיות.	ATP סינתזה מעורב בתגובות אנדותרמיות.

סיכום – ATPase לעומת ATP Synthase

תהליכי ייצור והידרוליזה של ATP נמצאים כמעט בכל צורות החיים. בתגובות המטבוליזם או שהם נצרכים או מתחדשים. כאשר הם נצרכים, משתחררת אנרגיה. ADP (אדנוזין דיפוספט) ו-AMP (אדנוזין מונופוספט) מיוצרים במהלך פירוק ה-ATP. האנזים המזרז את תגובת פירוק ה-ATP ידוע בשם ATPase. בתגובות מטבוליות אחרות, ATP נוצר מ-ADP ו-AMP. האנזים המזרז את תגובות ייצור ה-ATP נקרא ATP Synthase. זה ההבדל בין ATPase ל-ATP Synthase.