ATP-Synthase
Das Enzym ATP-Synthase oder FoF1-ATPase ist ein Transmembranprotein. Die ATP-Synthase tritt abhängig vom Verhältnis der Substrate und Produkte entweder als ATP-verbrauchende Protonenpumpe oder als protonen-getriebene ATP-Synthase auf. Unter physiologischen Bedingungen besteht die Hauptaufgabe des Enzyms allerdings darin, die Synthese von ATP zu katalysieren. ATP ist eine energiereiche Verbindung, deren Bildung der Zufuhr von Energie bedarf:
- ADP + Phosphat → ATP + H2O mit ΔH ≈ 30,5 kJ/mol unter Standardbedingungen und ca. 50 kJ/mol unter physiologischen Bedingungen.
| ATP-Synthase | ||
|---|---|---|
| Bezeichner | ||
| Gen-Name(n) | Fo, F1 | |
| Transporter-Klassifikation | ||
| TCDB | 3.A.2 | |
| Bezeichnung | F-ATPase Superfamilie | |
| Enzymklassifikation | ||
| EC, Kategorie | 7.1.2.2, Translokase | |
| Substrat | ADP + Phosphat + H+außen | |
| Produkte | ATP + H2O + H+innen | |
Um diese Energie aufzubringen, koppelt die ATP-Synthase die ATP-Bildung mit dem energetisch begünstigten Transport von Protonen (oder anderen Ionen) entlang eines Protonengradientens über eine Membran. Das Enzym spielt im Stoffwechsel fast aller bekannten Organismen eine zentrale Rolle, da ATP ununterbrochen als Energieüberträger benötigt wird.
Die ATP-Synthase setzt sich aus 8 bis 20 verschiedenen Untereinheiten zusammen. Sie gruppieren sich zu zwei Komplexen:
- Der wasserlösliche Komplex F1 katalysiert die Bildung von ATP.
- Der wasserunlösliche, in eine Membran eingebaute Komplex Fo transportiert Protonen.
Das Enzym wird daher auch nach seinen beiden Untereinheiten als FoF1-ATPase bezeichnet.