Одной из главных промежуточных продуктов химической энергии в живых организмах является ATP. Она синтезируется в основном в H+-F1Fo-ATP азах, используя энергию фотона либо от окисления питания, либо от солнечной энергии через процессы окислительного - или фотофосфорилирования в энергопреобразующих мембранах митохондрий, хлоропластов и бактерий. Мы предлагаем механо-хемиосмотическую модель сопряжения переноса электронов с синтезом ATP и циклического низкоамплитудного набухания-сокращения. Согласно этой модели, образуется асимметричный контакт между димерами противоположных bc1 комплексов внутрикристного пространства митохондрий при сокращении, который является механическим регулятором переноса электронов от [2Fe-2S] кластера к гему c1. В этой модели, OH- группы переносятся в матрикс, H+ медленно (около 9 мсек) во внутрикристное постранство (при этом происходят поляризация мембраны, восстановление цит c1 и сокращение внутрикристного пространства). Движение протонов в матрикс вызывает нейтрализацию гидроксильных ионов, в результате чего выделяется энергия. Таким образом, основная энергия расходуется на синтез ATP, на доставку фосфатных ионов в гексамер с помощью С-конца α-спирали γ-субъединицы как на лифте против энергетического барьера, образование фосфорильных групп и освобождение из гексамера синтезированных молекул ATP.
сопряжение, синтез ATP, перенос электронов, набухание-сокращение
1. Lipmann F. Metabolic process patterns. - In:” Currents in biochemical research”. Interscience Publishers, NY, 1946, 137 p.
2. Boyer P.D. A model for conformational coupling of membrane potential and proton translocation to ATP synthesis and to active transport. FEBS let., 1975, vol. 58, pp. 1-6.
3. Mitchell P. Coupling of phosphorylation to electron and hydrogen transfer by a chemiosmotic type of mechanism. Nature, 1961, vol. 191, pp. 144-148.
4. Kasumov E.A., Zaitseva M.G., Kasumova I.V., Senakhova M.A. Changes of mitochondrial volume changes and functional activity in relation to ion transport. Soviet Plant Physiology, 1991, vol. 38, pp. 179-183.
5. Kasumov E.A., Kasumov R.E., Kasumova I.V. A mechano-chemiosmotic model for the coupling of electron and proton transfer to ATP synthesis in energy-transforming membranes: a personal perspective. Photosynthesis Research, 2015, vol. 123, pp. 1-22.
