主な違い - atpaseとatp synthase

アデノシン三リン酸（ATP）は、生体反応に関与する複雑な有機分子である。細胞内エネルギー伝達の「貨幣的分子単位」として知られている。ほとんどすべての生命体に存在する。代謝過程では、ATPが消費されるか、生産されるかのどちらかです。ATPが消費されると、それぞれADP（アデノシン二リン酸）、AMP（アデノシン一リン酸）に変換され、エネルギーが放出される。以下の反応を触媒する酵素をATPアーゼと呼ぶ。

ATP→ADP+Pi+エネルギー放出

ATPは、外部エネルギーを含む他の代謝反応においてADPとAMPから生成される。以下の反応を触媒する酵素をATP合成酵素と呼ぶ。

ADP+Piの消費→ATP+エネルギーの消費

したがって、ATPアーゼとATP合成酵素の重要な違いは、ATPアーゼがATP分子を分解する酵素であるのに対し、ATP合成酵素はATPの生成に関与する酵素であることである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. ATPアーゼとは 3. ATP合成酵素とは 4. ATPアーゼとATP合成酵素の類似点 5. 横並び比較-ATPアーゼとATP合成酵素の表形式 6. まとめ

ATPアーゼ（アトパーゼ）は何ですか？

ATPアーゼまたはアデニル酸ピロホスファターゼ（ATPハイドロラーゼ）は、ATP分子をADPとPi（遊離リン酸イオン）に分解する酵素である。この異化反応によってエネルギーが放出され、細胞内の他の化学反応に利用される。アトパーゼは膜結合型酵素の一種である。Na+/K+-ATPase、プロトンATPase、V-ATPase、水素カリウムATPase、F-ATPase、カルシウムATPaseなど、独自の機能を持つ異なる種のメンバーで構成されています。これらの酵素は完全な膜貫通型タンパク質である。膜貫通型ATPアーゼは、ATP分子を消費することにより、溶質が濃度勾配に逆らって生体膜を通過することを可能にします。したがって、ATPアーゼ酵素ファミリーのメンバーの主な機能は、バイオフィルムを通して細胞の代謝物を移動させ、正常な細胞機能を妨げる毒素、老廃物、溶質を排出することである。

非常に重要な例として、細胞膜の電位維持に関わるナトリウム/カリウム交換ATPアーゼ（Na+/K+-ATPアーゼ）が挙げられます。水素/カリウムアトパーゼ（H+/P+-ATPase）は胃を酸性化し、胃プロトンポンプとも呼ばれ、いくつかのアトパーゼは共輸送体およびポンプとして作用する。能動輸送とは、低濃度領域から高濃度領域への濃度勾配に沿って膜を越えて分子を移動させることである。二次的な能動輸送には、電気化学的な勾配が必要である。共輸送体は、分子の二次的な能動輸送に用いられる。na+/k+-ATPaseは、電荷の純流入を引き起こす共輸タンパク質である。

図01：ATPアーゼ（ナトリウム-カリウムポンプ）

アトパーゼの分類

アトパーゼには、機能、構造、運搬するイオンが異なるものがあり、次のように分類される。

• F-ATPase-細菌の細胞膜、ミトコンドリア、葉緑体に存在し、F1セグメントの水溶性部分がATPを加水分解する。
• V-ATPase - 真核生物の小胞に存在し、溶質を輸送するリソソームのプロトンポンプなどのオルガネラでATPの加水分解を触媒する。
• A-ATPase-古細菌はF-ATPaseのような働きをするA-ATPaseを持っていた。
• P-ATPase - 細菌、真菌、真核細胞の膜や小器官に存在し、膜中のイオン輸送体として機能する。
• E-ATPase-細胞外ATPを含むNTPの加水分解に関与する細胞表面酵素。

アットピーシンターゼは何ですか？

これは、ATP（エネルギー貯蔵分子）を生成する酵素である。ATPの合成を触媒する全体の反応は、以下の通りである：、。

ADP+Pi+H+（出力） ⇄ ATP+H20+H+（入力）

図02：ATP合成酵素

この反応はエネルギー的に不利であるため（ADPからATP）、反対方向に起こる。酵素の構造には主に2つの領域がある。F1（分数1）領域とF0（分数0）領域である。F0領域にはCループとa、b、d、F6などのサブユニットがあり、F1領域にはアルファ、ベータ、ガンマ、デルタのサブユニットがある。主に酸化的リン酸化により、電子輸送系でより多くのATP分子を生成しているのだ。

ATPアーゼ（アトパーゼ）とアトピー性皮膚炎（アトピーシンターゼ）の共通点

• どちらも、細胞内のATP分子の数を調節しています。
• いずれもマルチサブユニット酵素である。
• この2つの分子は、いずれも膜を介した動きを制御することができる。
• どちらも高分子量の酵素である。
• これらの酵素は、いずれも元来はタンパク質である。

ATPアーゼ（アトパーゼ）とアトピー性皮膚炎（アトピーシンターゼ）の違い

概要 - ATPアーゼ（アトパーゼ） vs. アトピー性皮膚炎（アトピーシンターゼ）

ATPの生成と加水分解のプロセスは、ほとんどすべての生命体に存在する。代謝反応において、消費されるか再生されるかのどちらかである。それらが消費されると、エネルギーが放出される。ATPが分解される過程で、アデノシン二リン酸（ADP）とアデノシン一リン酸（AMP）が生成されます。ATP異化反応を触媒する酵素をATPアーゼと呼ぶ。他の代謝反応では、ADPとAMPからATPが生成される。ATP生成反応を触媒する酵素は、ATP合成酵素と呼ばれています。これがATPアーゼとATPシンセターゼの違いである。

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引用

1. "ATPase", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 November 2017, available here 2. "ATP synthase", Wikipedia, Wikimedia Foundation, 9 November 2017, available here 2."ATP合成酵素", ウィキペディア, ウィキメディア財団, 2017年11月9日, こちらからご覧いただけます。