English
!

Доклады

Теоретический расчет энергобаланса скручивания b2 субъединиц АТФ-синтазы

Касумов Э.А., Беляев И.Н., Касумов Р.Э., Касумова И.В.

Научно-Производственный Центр «КОРВЕТ» Россия, 142000, Московская область, Домодедово, д. Чулпаново, стр 1

В процессе окислительного фосфорилирования в митохондриях и бактериях, или фотофосфорилирования в хлоропластах фермент F1Fo-ATP-синтаза синтезирует АТФ из АДФ и Фн за счет энергии трансмембранного протонного градиента. Структура АТФ-синтазытрадиционно делится на водорастворимую F1 область, состоящая из α3, β3, γ, ε и δ субъединиц и протон проводящую мембранную Fo область, состоящая из c-кольца, a и b2 субъединиц. Известно, что область димеризации b2 субъединиц сдержит право скрученные две альфа спирали. Однако, роль этих гомодимерных b2 субъединиц до сих пор неясна. Мы предлагаем механо-хемиосмотическую модель синтеза АТФ [1]. Согласно этой модели скрученные b2 субъединицы являются канатами, которые укорачиваются в результате присоединения ионов фосфата к положительно заряженным лизинам и аргининам, что вызывает притягивание α3β3-гексамера к мембране при энергизации. Для того, чтобы оценить энерго эффективность такого скручивания мы рассчитали энерго баланс при связывании ионов фосфата с протонированными остатками аргинина и лизина. Энергия связи составляет -0,69 ккал/моль в базовом состоянии и 8,14 ккал/моль после фосфатизации протонированных групп при величине диэлектрической проницаемости равной 15,57. Отрицательная величина энергии свидетельствует о стабильности системы, а положительная величина о выполнении положительной работы, при которой происходит убыль энергии. Наши расчеты демонстрируют гиперболическую зависимость энергии взаимодействия от диэлектрической проницаемости. Очевидно, что диэлектрическая проницаемость в данном случае характеризует количество воды в матриксе. Эти данные очень полезны для понимания механизма старения, поскольку при старении уменьшается количество воды в клетке по сравнению с молодым организмом и старый организм испытывает недостаток энергии.

© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533