NĂNG LUONG SINH HOC 13

GV hướng dẫn: T.S VÕ VĂN TOÀN.
HV thực hiện : PHAN THỊ DUYÊN .
Lớp Sinh học thực nghiệm K16.
ATP SYNTHASE

ATP là chất phổ biến giữ vai trò này, là chất có vai trò trung tâm trong trao đổi năng lượng ở tế bào và cơ thể sống, là mắt xích liên hợp giữa các phản ứng thu năng lượng và phản ứng giải phóng năng lượng. Vì muốn tìm hiểu rõ vấn đề ATP được hình thành từ đâu và quá trình đó diễn ra như thế nào, tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu của mình là “ATP synthase”. Do sự tìm hiểu và thời gian còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót, mong nhận được sự góp ý của thầy giáo và các bạn.






Enzim ATP synthase được bảo tồn đặc biệt trong suốt quá trình tiến hóa. Enzim của vi khuẩn về bản chất tương tự như cấu trúc và chức năng khi nó lấy từ ti thể của động vật, thực vật và nấm, và lục lạp của thực vật. Những dạng đầu tiên của enzim được thấy chứng tỏ thời cổ đại đã có enzim, nó có mối quan hệ chặt chẽ rõ ràng, nhưng có những khác nhau quan trọng từ vi khuẩn thật. H+-ATP-ase được tìm thấy trong không bào của tế bào chất tế bào sinh vật có nhân chuẩn giống như enzim thời cổ đại, và được cho rằng phản ánh nguồn gốc từ tổ tiên chính.
Cơ chế enzym của quá trình tổng hợp ATP
Cấu trúc của enzym
ATP Synthase
Trong hầu hết các cơ quan, ATP synthase nằm ở trong màng (màng nối), và xúc tác tổng hợp ATP từ ADP và photphate được điều khiển bởi sự thay đổi của proton qua màng giảm gradient proton được gây ra bởi sự vận chuyển electron. Sự thay đổi này xuất phát từ vị trí chủ động của tiền diệp lục tố (P) (thế năng điện hoá proton cao) đến vị trí thụ động của tiền diệp lục tố (N). Phản ứng xúc tác bởi enzim ATP synthase có cả chiều nghịch lại, vì vậy thuỷ phân ATP gây ra một gradient proton bởi chiều ngược lại của dòng. Ở một số vi khuẩn, chức năng chính là điều hoà trong quá trình thuỷ phân trực tiếp ATP, việc sử dụng ATP được gây ra bởi sự lên men của tế bào chất cung cấp một gradient proton để tích luỹ chất nền và duy trì cân đối ion.
ADP + Pi + nH+ ↔ ATP + nH+N
Vì cấu trúc được thấy trong EM, tiểu đơn vị cấu thành, và sự kế tiếp nhau của những tiểu đơn vị xuất hiện rất giống nhau, nó được đảm nhận cơ chế, và từ đó lượng pháp hoá học, thì phải tương tự. Trong phạm vi này thì hiển nhiên khiến cho lượng pháp hoá học của H+/ATP (n above) phong phú phụ thuộc vào cơ quan là điều ngac nhiên. Tiêu chuẩn dựa trên số đo tỉ lệ ATP/2e-, và tỉ lệ H+/2e- đưa ra n là 3 cho ti thể, và 4 cho lục lạp, nhưng những tiêu chuẩn này dựa trên giả thuyết số nguyên của lượng pháp hoá học.
Mặc dù cả dạng F1F0 ATP synthase giống với nguồn gốc thông thường của nó, cả 2 giả thuyết về lượng pháp hoá học là như nhau, và n là số nguyên, trở thành sự nghi ngờ bởi sự xuất hiện của dữ liệu cấu trúc (thấy bên dưới).
Ở ti thể, vùng P nằm bên trong màng, còn vùng N là phần cơ chất của ti thể; ở vi khuẩn, vùng P nằm ở bên ngoài (chất bao của vi khuẩn Gram -), vùng N nằm ở tế bào chất; ở lục lạp mặt P là lumen và mặt N là chất nền.
TIỂU ĐƠN VỊ CẤU THÀNH CỦA ATP SYNTHASE
Có rất nhiều sự khác biệt nhỏ giữa vi khuẩn, ti thể và lục lạp trong một số tiểu đơn vị nhỏ, điều khiển một danh pháp khó hiểu. Cơ thể đơn giản nhất là từ E.coli. ATP synthase có thể được tách ra tạo thành 2 phần phân biệt bằng việc xử lí muối khá nhẹ.
Phần hoà tan, F1 ATP-ase gồm 5 tiểu đơn vị, trong một lượng pháp hoá học của 3a:3b:1g:1d:1e. Ba cơ chất liên kết với nhau ở tiểu đơn vị b. Ngoài ra nucleotic Adenin gắn kết với tiểu đơn vị a để điều hoà. Phần F1 xúc tác thuỷ phân ATP, nhưng không tổng hợp ATP.
Sự tách ra của F1 ATP-ase từ màng vi khuẩn hoặc bộ phận tách ra phía dưới màng gắn chặt vào vị trí gọi là F0. Nó bao gồm (ở E.coli) 3 tiểu đơn vị a, b và c, với lượng pháp hoá học tương đối 1;2;9-12. Tiểu đơn vị c rất kị nước, và có dạng cấu trúc xoắn ốc với khoảng cách 2 lần màng, với một vòng hút nước trên bề mặt gắn vào F1­. Bảo tồn phần acid còn lại qua màng ở C tận cùng của xoắn ốc.

Sau khi tách ra, màng thấm proton. Lỗ proton có thể bị ngừng lại bởi sự tăng thêm của chất ức chế, là những chất ức chế tổng hợp ATP trong phức hợp chức năng. Hai chất ức chế “kinh điển” thường được sử dụng. Oligomycin gắn kết tại mặt giao diện giữa F0 và F1;
dicyclohexylcarbodiimide (DCCD) gắn kết hiệp biến để bảo tồn phần còn lại của acid trong tiểu đơn vị c của F0. Một DCCD ATPase đủ để ngăn cản sự ngược lại, cần thiết 1 cơ chế kín. Hoạt động của những chất kìm hãm này đòi hỏi proton thấm qua của F0 là một phần bộ máy chức năng của nó.
Lỗ thủng proton có thể được bịt lại, và chức năng ATP synthase có thể được khôi phục lại, bằng việc quay trở lại phần F1 đến màng chứ phần F0.
Hình ảnh của phức hợp E.coli, sử dụng những hình ảnh trung bình và hỗn hợp lạnh soi kính hiển vi, hình mẫu xuất phát từ đó,chỉ ra phần thứ 2, từ Rod Capaldi’s homepage. (Lưu ý: sự chính xác của những tiểu đơn vị trong ATP synthase khác với nguồn gốc).
CẤU TRÚC CỦA F1 ATP SYNTHASE
Cấu trúc phần hoà tan F1 của ATP synthase từ ti thể tim bò được giải quyết bởi tinh thể học tia X. Hình ảnh sau từ Abrrahams,J.P., Leslie, A.G., Lutter, R.and Walker, J.E. (1994). Cấu trúc tại 2,8 A0 của F1-ATPase tái hoà tan từ sự thoái hoá của ti thể. Bản chất 370, 621-628.
SƠ ĐỒ CẤU TẠO CHI TIẾT CỦA ATP SYNTHASE

CẤU TRÚC HIỆN NAY CỦA NHỮNG
TIỂU ĐƠN VỊ ATP SYNTHASE
Bên trái: Theo sự tính toán thế năng tĩnh điện bề mặt của a, dạng ống b bởi cấu trúc trải rộng nắp b bên dưới, chỉ ra những phần thụ động ( màu đỏ) và chất mang chủ động, và một lỗ thủng trung gian chiếm ưu thế (kị nước) ở doough-nut, xuyên qua vùng đầu của tiểu đơn vị g nhô ra. Thấy từ bên ngoài của protein.
Bên phải: Bề mặt tương tự, nhưng nhìn từ mặt bên của tiểu đơn vị g, một mặt kị nước cho hầu hết các que, nhưng một phần điện tích nằm ở phía dưới. Phần phía trên của que trượt đến ống bọc của Fig. Đến bên trái, Dấu hiệu ở phần cắt ra là cấu trúc hình cầu và hình que.

Phần cắt ra xuyên qua cấu trúc bề mặt, và nổi bật phù hợp với tiểu đơn vị g tại vòng a,b. Cũng chỉ ra vị trí vạch biên tương đồng ATP (AMP-PNP) ở tiểu đơn vị bTP. Lưu ý phần phình ra , mở đầu trong tiểu đơn vị g bởi xoắn ốc nằm ngang, tiếp giáp chống lại tiểu đơn vị bTP, và bắt buộc sự thay đổi cấu trúc. Điều đó đòi hỏi sự luân phiên của tiểu đơn vị g trong vòng a,b dẫn đến sự thay đổi cấu trúc ở sự nối tiếp cặp a, b để thay đổi liên kết từ sự thay đổi cơ chế.
Protein được kết tinh trong sự hiện diện của ADP và 1 dạng tương đồng ATP, AMP-PNP, ở đó 2 photphate tận cùng của ATP được thay thế bởi nhóm không thuỷ phân imidodiphosphate. Ba tiểu đơn vị a mỗi tiểu đơn vị bao gồm một AMP-PNP. Ba tiểu đơn vị bao gồm ADP (bDP), AMP-PNP (bDP), hoặc không có nucleotide (bE).
Bên trái: Cấu trúc của F1 ATP, được nhìn từ mặt bên. Tiểu đơn vị a màu vàng, tiểu đơn vị b màu đỏ, tiểu đơn vị g màu xanh. Hình mẫu phía trên bên trái chỉ ra sự định hướng. Tiểu đơn vị a, b kế tiếp nhau thành một vòng xung quanh tiểu đơn vị g, có dạng một hình que ở giữa. Tiểu đơn vị a và b khác biệt bởi những kí hiệu của vùng hoạt động tiểu đơn vị b của mỗi cặp a-b: E-trống; DP-ADP; tương đồng TP-ATP, AMP-PNP. Vảy que là 20 A0.
Bên phải: Một lát cắt dọc xuyên qua phức hợp a-TP/b-DP đường chéo sáng ở bản mẫu.
Bên trái: Một lát cắt dọc xuyên qua phức hợp a-E/b-TP đường chéo sáng ở bản mẫu.
Bên phải: Một lát cắt dọc xuyên qua phức hợp a-DP/b-E đường chéo sáng ở bản mẫu.
Lưu ý: “jaw” của cái kẹp lúc lắc mở khi vị trí trống (mũi tên ở bên phải của hình).
Bên trái: Một lát cắt nằm ngang xuyên qua phức hợp trên đỉnh, cho cấu trúc b trải rộng cung cấp một cái nắp qua phạm vi xúc tác. Vảy que là 20 A0.
Bên phải: Một lát cắt nằm ngang xuyên qua phạm vi xúc tác, hình xoắn trôn ốc vượt trội.
Bên trái: Theo sự tính toán thế năng tĩnh điện bề mặt của a, dạng ống b bởi cấu trúc trải rộng nắp b bên dưới, chỉ ra những phần thụ động ( màu đỏ) và chất mang chủ động, và một lỗ thủng trung gian chiếm ưu thế (kị nước) ở doough-nut, xuyên qua vùng đầu của tiểu đơn vị g nhô ra. Thấy từ bên ngoài của protein.

Bên phải: Bề mặt tương tự, nhưng nhìn từ mặt bên của tiểu đơn vị g, một mặt kị nước cho hầu hết các que, nhưng một phần tích điện ở phía dưới. Phần phía trên của que trượt đến ống bọc của Fig. Đến bên trái, Dấu hiệu ở phần cắt ra là cấu trúc hình cầu và hình que.

Phần cắt ra xuyên qua cấu trúc bề mặt, và nổi bật phù hợp với tiểu đơn vị g tại vòng a,b. Cũng chỉ ra vị trí vạch biên tương đồng ATP (AMP-PNP) ở tiểu đơn vị bTP. Lưu ý phần phình ra , mở đầu trong tiểu đơn vị g bởi xoắn ốc nằm ngang, tiếp giáp chống lại tiểu đơn vị bTP, và bắt buộc sự thay đổi cấu trúc. Điều đó đòi hỏi sự luân phiên của tiểu đơn vị g trong vòng a,b dẫn đến sự thay đổi cấu trúc ở sự nối tiếp cặp a, b để thay đổi liên kết từ sự thay đổi cơ chế.


Cơ chế của F1 ATP Synthase
ATP synthase hoạt động thông qua một cơ chế trong đó ba địa điểm hoạt động trải qua một sự thay đổi trong mối quan hệ chặc chẽ đối với các chất phản ứng của ATP-ase phản ứng, ATP, ADP và phosphate, như ban đầu dự đoán của Paul Boyer. Sự thay đổi trong mối quan hệ đi kèm với một sự thay đổi ở vị trí của tiểu đơn vị g tương đối so với vòng a, b, trong 1 vòng quay.Theo hướng tổng hợp ATP, sự quay được điều khiển bởi một dòng H + xuống gradient proton, thông qua một sự kết hợp giữa tiểu đơn vị g, và tiểu đơn vị c của F0. Xoay Điều này đã được chứng minh bằng thực nghiệm.
Các thí nghiệm cho mô hình quay
Phương pháp tiếp cận lý sinh học
Chuyển động quay này đã được chụp lại trong video ấn tượng từ phòng thí nghiệm của Masasuke Yoshida. Trong “tác phẩm” này, F1-ATPase được buộc vào một bề mặt thủy tinh của tiểu đơn vị b, sử dụng một đánh dấu do ông thiết kế vào protein ở N tận cùng, và NTA-phối tử trên kính (xem hình minh họa từ Junge et al.
Các chuyển động được phát hiện bằng cách gắn một sợi actin với tiểu đơn vị g, mà đã được đánh dấu với các nhóm huỳnh quang để làm cho nó có thể nhìn thấy, và ghi lại bằng cách sử dụng một máy quay phim gắn liền với một kính hiển vi. Các chuyển động đã được nhìn thấy chỉ trong điều kiện ATP-thủy phân, và hướng chuyển động luôn luôn ngược khi nhìn từ phần Fo, đưa ra các dấu hiệu của cơ chế xúc tác.
Một phương pháp khác sử dụng phương pháp trắc quang đã được khám phá trong phòng thí nghiệm Wolfgang Junge. Sử dụng chromophore nhỏ trực thuộc tiểu đơn vị g có lợi thế là một độ phân giải thời gian không bị giới hạn bởi các mô-men xoắn lớn liên quan đến sự chuyển động của các sợi actin trên. Hai phương pháp đã được sử dụng để khám phá sự năng động của hệ thống.
Phương pháp tiếp cận sinh hóa
Trong phim quay được cho thấy cơ chế ràng buộc thay đổi của Paul Boyer, vòng quay của tiểu đơn vị g (màu vàng) so với vòng quay của a, b (ba a, b-cặp được đại diện bởi sắc thái khác nhau của màu xanh lá cây hoặc màu xanh) gây ra một sự thay đổi trong mối quan hệ chặc chẽ của các chất phản ứng, như đại diện ở đây bởi sự thay đổi trong cấu tạo của các vị trí trên đi từ trái sang phải trong sơ đồ. Trong bước 2, ATP một cách tự nhiên được hình thành từ sự ràng buộc chặt chẽ ADP và Pi. Cơ chế đã được đề xuất trước khi cơ cấu đã được biết đến, vì vậy cấu trúc cung cấp một xác nhận tốt của mô hình. vị trí mở tương ứng với vị trí rỗng của kết cấu, vị trí chặt chẽ đến vị trí ATP, và vị trí mất vào vị trí ADP
Bằng chứng thực nghiệm cho mô hình xuất phát từ một lịch sử rộng lớn của nghiên cứu: Đo lường chi tiết trao đổi chất đồng vị của 32P giữa ATP, ADP và phosphate vô cơ, và tắt 18O giữa H2O và ATP ban đầu dẫn Boyer cho thấy rằng cơ chế liên quan đến một sự thay đổi năng lượng liên kết trong mối quan hệ với chất phản ứng. Các thí nghiệm trên các phòng của vị trí xúc tác cho thấy phản ứng thủy phân ATP thành ADP với ADP và ATP tỷ lệ gần 1
Trong các thí nghiệm trong đó các enzyme được phép thủy phân ATP trong một hỗn hợp phản ứng với [ATP] thấp hơn đáng kể so với [enzyme], nó đã được tìm thấy bởi Penefsky rằng tốc độ phản ứng rất chậm, và rằng động học và ràng buộc hằng số của một phần phản ứng có thể đễ dàng đo được. Dưới những điều kiện (uni-site xúc tác),quá trình ngược lại được hạn chế đến một vị trí duy nhất trên mỗi F1, và chu kỳ hợp tác bình thường không thể xảy ra. Động học phản ứng chậm lại đã làm cho nó có thể để xây dựng các chu kỳ nhiệt động lực học của các phản ứng sau đây, trong đó giá trị của các DGO (hoặc hằng số cân bằng) cho các phản ứng một phần vô hạn có thể được tính toán từ giá trị đo. Điều này khẳng định rằng những thay đổi chính về năng lượng miễn phí trong các phản ứng có liên quan với các ràng buộc và không ràng buộc của chất phản ứng, chứ không phải là thủy phân ATP.
Trạng thái cân bằng (K) và động học (k) hằng số cho thủy phân ATP bởi F1. Giá trị cho một số hằng số là:
k1 = 6.4 x 106 M-1sec-1k-1 = 7 x 10-6 sec-1K1 = ~1012 M-1
k2 = 12 sec-1K2 = 0.5
k3 = 2.7 x 10-3 sec-1
k4 = 3.6 x 10-4 sec-1k-4 = 1.3 x 103 M-1sec-1K4 = 0.3 x 10-6 M
K`4 = 80 x 10-6 M
K = 3.6 x 105 M
Trong các thí nghiệm tương tự, trong đó [ATP] đã được thay đổi, tỷ lệ tăng tốc nhanh chóng như [ATP] phương pháp tiếp cận của các enzyme, cho thấy sự hợp tác giữa một số vị trí là cần thiết cho quá trình thủy phân nhanh chóng. Kể từ khi cấu trúc đã trở nên có sẵn, rất nhiều thí nghiệm đã được thực hiện để kiểm tra các mô hình luân phiên thảo luận ở trên. Trong số các thí nghiệm thuyết phục nhất là những người từ các giấy trên, được thể hiện bằng sơ đồ ở hình bên dưới.
Các thí nghiệm phụ thuộc vào thực tế là cysteine thường có thể được thay thế vào một protein ở vị trí của các axit amin khác trong chuỗi mà không có sự đột biến ảnh hưởng chức năng. Khi hai cysteines là đủ gần với nhau trong một cấu trúc, bổ sung các chất oxy hóa (AOX dưới đây) sẽ gây ra sự hình thành của một đisunfua (RSSR) liên kết cysteine giữa chúng. Liên kết có thể bị phá vỡ, và cysteines được đổi mới, bằng cách thêm một chất khử.
Aox + 2 R-SH <==> AH2 + R-S-S-R
Ngoài ra, F1 có thể được đảo ngược được tách ra thành các tiểu đơn vị mà không ảnh hưởng đến các liên kết đisunfua, do đó tiểu đơn vị b có thể được loại bỏ và thêm lại. Trong các thí nghiệm, một cysteine đưa vào tiểu đơn vị g(C87S) và cysteine giới thiệu vào vị trí của D380 của tiểu đơn vị b do đột biến vị trí hướng (D380C), được sử dụng để thiết lập hệ thống để cho một cross-cầu có thể được hình thành giữa tiểu đơn vị b và g. Vì chỉ có một g mỗi phức tạp, chỉ có một trong ba khả năng hình thành cầu nối xuyên qua trong mỗi F1. Nó trước đây đã được chỉ ra rằng hình có mặt cắt ngang cầu bất hoạt các enzyme. Bên cạnh thí nghiệm được thực hiện với 35S-đồng vị không đánh dấu và đánh dấu F1-ATP-ase.
　　1. DTNB được thêm vào như là chất oxy hóa để tạo thành một liên kết -S-S
2. F1 đã được tách ra thành các tiểu đơn vị, trộn hỗn hợp đánh dấu và không đánh dấu với tỷ lệ 1:1. Phức hỗn hợp được hình thành; cái không đánh dấu thì được hình thành cầu nối giữa g-S-S-b
3. Hỗn hợp được giảm để phá vỡ các cầu, ATP đã được bổ sung để tạo ra kim ngạch, và các cây cầu đã được cải cách bằng cách thêm các tác nhân oxy hóa.
Khi các tiểu đơn vị không tóm tắt và nối đã được tách ra, nó đã được tìm thấy rằng cây cầu mới đã được hình thành giữa không dán nhãn b-tiểu đơn vị, và dán nhãn g-tiểu đơn vị trong tỷ lệ dự kiến cho một cơ chế luân phiên. Thí nghiệm kiểm soát ± ATP, Mg2 +, vv, cho thấy vòng quay được chỉ ra bởi việc chuyển nhượng liên kết disulphite yêu cầu doanh thu của enzyme.
Phim trên cho thấy hai phần của ATP synthase, với vòng xoay của tiểu đơn vị g điều khiển bằng cách kết hợp với một "động cơ" bao gồm các tiểu đơn vị c của F0. tiểu đơn vị c tạo thành một phức tạp trong đó di chuyển trong màng đối với một tiểu đơn vị của F0. Các ý tưởng được đề xuất bởi Wolgang Junge (bấm vào đây để xem một mô hình) là một tiểu đơn vị cung cấp mộtvị trí cho nhận proton từ P-phase và một cổng để xuất ra N-phase. Khi một proton đi vào qua cổng P-phase nó trung hòa axit dư lượng được bảo tồn trong các kẹp tóc xoắn ốc của tiểu đơn vị c. Chỉ ở dạng trung hoà này (hình ảnh động từ Hongyun Wang của Trang) có thể c tiểu đơn vị xoay đi từ gắn với một tiểu đơn vị. Xoay vòng mang lại một trung hoà tiểu đơn vị c đến cổng xuất ra cho phép nó để mất proton, và liên kết với các phức tạp một tiểu đơn vị. Tiếp tục như thế đã phức tạp tiểu đơn vị c để xoay 1 / nx 360o cho mỗi proton, trong đó n là hóa học lượng pháp của c-tiểu đơn vị mỗi ATP synthase (9-12). Bởi vì một vòng quay ổ đĩa tổng hợp ATP tại mỗi 3 vị trí xúc tác, 3 hoặc 4 H + cần thiết cho hình thành 1 ATP, - stoichiometry được tìm thấy. DCCD (xem ở trên) khối cơ chế hoạt động như một kết cộng hóa trị "cờ lê", gây nhiễu các công trình khi bị ràng buộc vào bất cứ một tiểu đơn vị c.
Chỗ gắn F0
Các thí nghiệm từ phòng thí nghiệm Capaldi của, sử dụng vị trí thiết kế của dư lượng cysteine để khám phá những láng giềng của tiểu đơn vị thông qua hình thành các cầu nối disunfua, cho rằng tiểu đơn vị b, cùng với tiểu đơn vị d của F1 tạo thành một stator, gắn gần "đầu" của một tiểu đơn vị b, trong đó ngăn chặn các vòng từ tiểu đơn vị a,b di chuyển. Các tiểu đơn vị e có thể được gắn liền với tiểu đơn vị G, c-, a- hoặc b. Có lẽ nó thay đổi gắn của nó với vòng a, b, để cho phép quay liên quan đến g mà bây giờ là một phần thành lập của cơ chế với.
Lưu ý rằng các thân của ATP synthase đã trở thành hai thân, một trung tâm, bao gồm các điện tử và tiểu đơn vị g, liên quan đến sự phức tạp tiểu đơn vị c, và các thiết bị ngoại vi khác, bao gồm các tiểu đơn vị d và b. Tại sao thân thứ hai này không nhìn thấy trong hình ảnh hiển vi điện tử? Capaldi cho thấy rằng lý do phản ánh trung bình đó là cần thiết để có được hình ảnh chất lượng cao. Cấu trúc đối xứng như vòng a,b và cuống trung tâm sẽ đóng góp vào mức trung bình, nhưng cấu trúc -do không đối xứng như cuống ngoại vi sẽ là "trung hòa ra" của hình ảnh, trừ khi đặc biệt chú ý chọn hình ảnh với một tính năng trong một hướng cố định.
Sự phát triển của cấu trúc F1 ATPase Cấu trúc của men F1F0 phức tạp
Walker và các đồng nghiệp gần đây đã giải quyết được một cấu trúc từ các tinh thể có chứa một hoàn chỉnh hơn phức tạp ATP-synthase từ ty thể nấm men. Mặc dù các protein chứa đầy đủ các tiểu đơn vị, một số được tách ra trên tinh, và chỉ tiểu đơn vị c của F0 được giữ lại. Tuy nhiên, mô hình cho thấy các tổ chức của proteolipid, DCCD ràng buộc tiểu đơn vị (tương ứng với c-tiểu đơn vị của E. coli). Chúng được sắp xếp theo một vòng, như expeced từ cơ chế Junge.
Tóm tắt: Adenosine triphosphate (ATP) synthase chứa một động cơ quay liên quan đến việc chuyển đổi năng lượng sinh học. Khu vực F0 màng tế bào của nó có một máy phát điện xoay thúc đẩy bởi lực lượng proton-động cơ, cung cấp năng lượng cần thiết cho sự tổng hợp ATP của miền F1. Một bản đồ mật độ điện tử thu được từ tinh thể của một phức hợp enzyme của ti thể ATP synthase cho thấy một vòng có 10 tiểu đơn vị c. Mỗi c tiểu đơn vị tạo thành một một xoắn kẹp tóc. Các vòng xoắn ốc sáu bảy của tiểu đơn vị c tiếp xúc gần với tiểu đơn vị d và g của thân trung tâm. Sự tiếp xúc rộng rãi giữa các vòng c và cuống cho thấy rằng họ có thể xoay như một quần thể trong quá trình xúc tác.
Tuy nhiên, một bất ngờ lớn đến từ một số, trong đó cho thấy 10 tiểu đơn vị. Trong một cơ chế luân chuyển với hóa học lượng pháp số nguyên cho H + / ATP, nó đã được dự kiến rằng số lượng c-tiểu đơn vị sẽ được chia hết cho 3, stoichiometry của a, b-cặp trong F1, để cung cấp cho hoặc 9 (n = 3) hoặc 12 (n = 4). Một bất ngờ đã đến từ những tác phẩm của Norbert Dencher và Andreas Engel đã sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử (AFM) để nghiên cứu cấu trúc của tiểu đơn vị tương đương với c-tiểu đơn vị từ lục lạp F0 (subunit-III) tái tạo thành các mảng protein, mà tự -tập hợp thành những cấu trúc vòng. Dưới đây là số của tiểu đơn vị ctrong một vòng là 14.
Chú thích: oligomer tiểu đơn vị-III của lục lạp ATP synthase hình dung trong 25 mM MgCl2, 10 mM Tris-HCl, pH 7,8, ở nhiệt độ phòng bằng cách sử dụng kính hiển vi lực nguyên tử (Nanoscope III, kỹ thuật số Instruments) 11. Top, các vòng rộng và hẹp khác nhau đại diện cho hai bề mặt của tiểu đơn vị oligomer-IIIx; trung bình, kết thúc oligomer rộng, hiển thị 14 tiểu đơn vị-III; dưới, oligomer hẹp kết thúc. Chụp tại mệnh giá, hai bộ dữ liệu này cho thấy rằng
Sẽ rất thú vị để theo dõi sự phát triển của lĩnh vực này. Các kết quả từ các nghiên cứu gần đây nhất của nhóm AFM Engel phối hợp với Dimroth cho thấy rằng ít nhất một loài vi khuẩn có một số c tiểu đơn vị trung gian, - 11 tiểu đơn vị c trong vòng F0 của vi khuẩn Ilyobacter tartaricus.