ATPasen

Der Begriff ATPase bedeutet im Wortsinne "ATP-zerlegendes Enzym". Die so verbrauchte Energie wird typischerweise für den Transport von Metaboliten oder den Ionentransport genutzt. In diesen Prozess geht ATP entweder direkt ein, oder der Abbau eines durch ATP geschaffenen Ionengradienten wird genutzt, um

Aminosäuren, biogene Amine (Hormone) oder andere Moleküle gegen ein Konzentrationsgefälle zu transportieren.

ATPasen lassen sich in drei funktionell unterschiedliche Hauptklassen einteilen:

• P-Typ: die Phosphorylierung eines Aspartat-restes wird in eine Konformatinsänderung umgesetzt, welche die Pumpleistung vollbringt (siehe: Natrium-Kalium-Pumpe). Dieser Typ ist durch Vanadat, ein Strukturanaloges des Phosphat-Übergangszustandes zu inhibieren
• V-Typ: diese Gruppe ist mit den Membranen bestimmter Organellen (typischerwise Vakuolen) verbunden. Diese ATPasen pumpen Protonen, ohne dass dabei eine phosphorylierter Zwischenstufe aufzutreten scheint. Der entstehende Protonengradient kann zum Transport von Aminosäurederivaten (AA) nach dem Prinzip eines Antiport-mechanismus genutzt werden. Ein Beispiel ist die Aufnahme von Adrenalin in die sekretorischen Vesikel des Nebennierenmarks
• FoF1-ATPasen sind die kompliziertesten Proteine dieses Typs. Der F1-Teil vollbringt die ATP-Spaltung, während der Membran-durchspannende Fo-Teil einen daran gekoppelten Protonenkanal aufweist. Obgleich diese Enzyme Protonen bei ATP-Verbrauch pumpen können, ist ihre Aufgabe die Umgekehrte: die Synthese von ATP unter Abbau eines Protonengradienten wie er in der Atmungskette oder während der Photosynthese durch Redox-Raktionen entsteht. Somit ist die FoF1 ATPase das ATP-bereitstellende Enzym (auch "ATP-Synthase" genannt), also gleichsam der "Meister", welcher die Ionen-pumpenden vorstehenden ATPasen (die "Sklaven") antreibt.

Siehe auch: Chemiosmotische Kopplung