ATP驱动的质子泵机制的生物物理比较表明，旋转过程在耦合比例依赖下具有动力学优势。
摘要：细胞操作的ATP驱动质子泵需将细胞质和细胞器的pH维持在一个狭窄的功能范围内。这些泵采用了两种非常不同的机制：V-ATPase H+泵使用复杂的旋转机制，而P-ATPase H+泵使用较简单的交替通道机制。为什么会有两种不同的机制用于执行相同的功能？对旋转、交替通道和其他可能机制的动力学模型进行了系统分析（不经过参数拟合），结果表明，当每个ATP水解运输的质子比超过一时，旋转机制的一次运输质子比其他可能机制更快，并且在各种驱动条件下都适用。当比例为一时，所有机制在自由能景观上没有内在差异，因此所有机制都可以展示相同的动力学性能。据我们所知，所有已知的旋转泵H+：ATP比大于一，而所有已知的交替通道ATP驱动质子泵的比例为一。我们的分析为耦合比和机制之间的这种明显关系提供了可能的解释。当泵必须在允许耦合比大于一的条件下操作时，可能会选择旋转机制由于其动力学优势。另一方面，当条件要求耦合比为一或更低时，交替通道机制可能会因其结构和功能的简单性而被选择出来。
作者：Ramu Anandakrishnan and Daniel M. Zuckerman
论文ID：1610.09406
分类：Subcellular Processes
分类简称：q-bio.SC
提交时间：2017-11-01