Sintesi dell'ATP
Come avviene la sintesi dell'ATP
La sintesi dell'ATP (adenosina trifosfato) rappresenta la seconda fase della fosforilazione ossidativa.
In essa, il gradiente protonico ottenuto nella catena di trasporto degli elettroni, viene sfruttato per azionare l'enzima transmembrana ATP-Sintasi, in grado di sintetizzare molecole di ATP a partire da ADP+P.
In questa fase del processo l'energia degli elettroni è ormai stata tarsformata in un gradiente protonico, il quale viene sfruttato per immagazzinare energia in un legame chimico dall'enzima ATP-Sintasi tramite la sintesi di ATP a partire da ADP+P.
L'enzima ATP Sintasi, chiamato anche Complesso V, non è altro che una pompa protonica che funziona al contrario.
In condizioni di assenza di un gradiente di ioni H+, infatti, questo enzima funzionerebbe come una pompa protonica, idrolizzando molecole di ATP e trasferendo protoni da un lato all'altro della membrana.
La condizione necessaria al suo funzionamento è quindi strettamente legata alla presenza del gradiente protonico, il quale sposta l'equilibrio della reazione verso i prodotti (cioè la formazione di ATP).
Struttura dell'enzima ATP Sintasi
L'ATP Sintasi è un grosso complesso proteico a forma di fungo che attraversa la membrana mitocondriale interna.
La porzione che attraversa la membrana è denominata porzione F0 mentre la porzione che sporge verso la matrice mitocondriale è chiamata F1.
Grazie al gradiente protonico, gli ioni idrogeno attraversano spontaneamente l'anello proteico (o rotore) che costituisce la porzione F0, provocando la sua rotazione.
Il movimento rotatorio viene trasferito tramite l'asse gamma alla porzione F1.
Qui sono presenti i 3 siti catalitici, ciascuno formato da un eterodimero alfa-beta, dove avviene la sintesi dell'ATP in un processo conosciuto come catalisi rotazionale.
Il movimento rotatorio dell'asse gamma provoca dei cambiamenti di conformazione dei siti catalitici (che non ruotano ma restano nella loro posizione), i quali si trovano a turno in 3 stati conformazionali differenti.
Nella prima conformazione il sito catalitico lega una molecola di ADP ed un gruppo fosfato (P).
La seconda conformazione provoca la condensazione tra le due molecole in una molecola di ATP (la sintesi vera e propria).
Nel terzo stato la molecola neosintetizzata viene liberata dal sito catalitico, che è pronto per un nuovo ciclo.
Ad ogni rotazione completa del rotore F0 vengono quindi sintetizzate 3 molecole di ATP (1 per ogni sito catalitico) e la forza motrice viene generata dal passaggio di 9 protoni che a favore di gradiente attraversano l'enzima per raggiungere la matrice mitocondriale.
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