【3D演示】ATP合酶

钛制等身嘉然的狗:
那个……萌新稍微科普一下……来源是《无机化学》（蓝皮）和《化学概念与应用》，，，如有差错请指出。 ATP是提供身体能量的物质。一场马拉松下来，身体会制造1吨的ATP分子。葡萄糖、脂肪等物质的能量较难以直接利用，所以人体通过将这类物质的能量通过ATP存储，方便细胞利用。ATP叫做三磷酸腺苷，与一个水分子反应，放出能量，形成ADP（二磷酸腺苷）和磷酸。而ADP和磷酸也可以通过吸收能量经过ATP合成酶变成ATP。 自然界中有许多的分子机器，比如说本视频中的合成ATP的超分子“工厂”（其实就是个蛋白质啦，不要忘了蛋白质的四级结构，早上up刚科普过）。所谓超分子，就是由小分子合成的，具有某种特殊的高构型或结构。如视频中所示，超分子ATP合酶由α、β、γ和C四个蛋白单元组成，α、β视频中已经标出（一个ATP合酶有三组α、β单元），γ就是分子机器所旋转的轴（蓝色），C就是该超分子的“底座”。这四个部分组成一个类似于电动机转子的超分子。 该“转子”由质子（H+氢离子）推动，质子从C单元向上运动，推动ATP合酶转动，每秒旋转100圈，每一圈生成3个ATP。 当年但就提出ATP合成酶的质子泵理论的P.Mitchel和解析出这个蛋白质结构的J.Walker就分别获得了1978和1997的诺贝尔化学奖，虽然选修生物的dalao们毫无压力的理解了，但是ATP合成酶等分子工厂的研究不可谓不是化学未来之一。 我的解说在对不同单元的名称似乎和视频有出入……总之，选修生物、生物竞赛、大学生物系的dalao们——以书本为准。 至于合成的更多细节……虽然我自认为通过看视频理解了……但担心万一有差错各位到时候装逼会很尴尬，就不说了……但这个视频确实简单易懂，不知道配合解说各位看懂多少了……打了这么多字要个赞不知道可不可以……我参考的书都是化学书，哪位生化dalao或者选修生物的dalao看看有木有毛病……

【回复】最开始蓝皮入坑化竞，看到这里感觉分子机器好厉害，现在。。。
【回复】超分子我记得好像是由两种及以上分子通过分子间相互作用力形成的具有一定结构和功能的物质(个人理解)
等于号君:
Σ( ￣□￣||)满怀期待的进来，一脸懵逼的出去。

2233弹幕网:
我补充一下热评，γ转轴的横截面并不是规则的圆形，每隔120°的圆心角的半径不一样长，因此会使α和β亚基的结合产生三种构象，分别是O(open) L(loose) T(tight)。O状态时ADP和Pi进入空隙内，L状态时空隙收紧，在T状态时，最紧密从而使ADP和Pi结合成ATP，再进入O状态，合成的ATP排出，下一组ADP和Pi进入。如此往复循环，每旋转一圈生成3个ATP。转轴的旋转是因为质子的跨膜，而ADP和Pi合成ATP,完全依靠的是α和β亚基的直接机械挤压，而不是化学催化。 这是我印象中的，可能会有偏差，欢迎纠正和继续补充。

【回复】回复 @又来了又来了 :对的，每生成一个ATP运输3分子氢离子同时消耗一个氢离子用于运输
【回复】那么根据能量守恒，atp的能量来自质子跨膜的能量？
逐风w:
翻翻代谢生物化学部分就懂了(=・ω・=)

一只王小鸭:
我在评论区说通俗易懂会不会被喷死(=・ω・=)

JGX希望:
虽然都很有意思 但还是希望多看些医学科普(ˇωˇ」∠)_

【回复】这是生化，医学基础课。
HLS-Yellow:
没说清楚啊。。前面一半是ATP合成酶合成ATP。。后一半是在同一种蛋白中分解？…搞事情啊… 不该是运到别的地方去水解吗…

【回复】后半部分实际上是ATP合酶的反向运作，就像发电机也能当电动机用一样，ATP合酶也可以消耗ATP来当质子泵用(=・ω・=)
【回复】回复 @夏芒木林:并没有白合成嘛，你可以想象成水库蓄水发电，氢离子就相当于水，ATP的两种模式就是发电机和水泵(･∀･)
【回复】回复 @老丶菜皮:啥啥啥？那不就白合成了吗？而且不是有专门的氢泵吗？（恕我新高一啥都不懂）
努力钻研ing:
2021年新论文，cro-EM拍摄到ATPase一圈转动6次，视频上的动作不准确