양성자 ATP가수분해효소

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1. 개요
2. P형 양성자 ATP가수분해효소
- 2.1. 원형질막 H⁺-ATP가수분해효소
- 2.2. 위 H⁺/K⁺-ATP가수분해효소
3. V형 양성자 ATP가수분해효소
4. F형 양성자 ATP가수분해효소
참조

1. 개요

양성자 ATP가수분해효소는 ATP를 가수분해하여 양성자를 세포 내 소기관 또는 막을 가로질러 이동시키는 효소이다. P형, V형, F형의 세 가지 주요 유형이 있다. P형 양성자 ATP가수분해효소는 공유결합적으로 인산화된 중간생성물을 형성하며, 원형질막 H⁺-ATP가수분해효소와 위 H⁺/K⁺-ATP가수분해효소가 이에 속한다. V형 양성자 ATP가수분해효소는 세포 소기관의 내강을 산성화시키며, F형 양성자 ATP가수분해효소는 ATP 생성효소로 작용한다. V형과 F형은 여러 개의 소단위체로 구성되어 있으며 회전 촉매 작용을 수행한다.

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양성자 ATP가수분해효소
기본 정보
ATP 가수분해 반응
분류	효소
EC 번호	3.6.3
반응	+ ATP ADP + + Pi
기질	물 ATP
생성물	ADP 무기인산
대안적인 이름	ATP 가수분해효소 ATP 분해효소 아데노신 삼인산 가수분해효소
식별
MeSH	D001274

2. P형 양성자 ATP가수분해효소

P형 양성자 ATP가수분해효소(P-type ATPase)는 반응 주기의 일부로 공유결합적으로 인산화된 중간생성물을 형성하며, 촉매 주기 동안 주요 입체구조적 변화를 겪는다.^[14] P형 양성자 ATP가수분해효소는 V형 및 F형 양성자 ATP가수분해효소와 진화적으로 관련이 없다.

2. 1. 원형질막 H⁺-ATP가수분해효소

P형 양성자 ATP가수분해효소^[15]^[16]^[17]^[18] (또는 원형질막 H⁺-ATP가수분해효소)는 진정세균, 고세균, 원생동물, 균류, 식물의 원형질막에서 발견된다. 원형질막 H⁺-ATP가수분해효소는 동물 세포의 Na⁺/K⁺-ATP가수분해효소와 기능적으로 동등한 역할을 한다. 즉, 양성자(H⁺)의 전기화학적 기울기를 형성하여 원형질막에 에너지를 공급하고, 이는 차례로 막을 가로질러 2차 능동 수송 과정을 유도한다. 원형질막 H⁺-ATP가수분해효소는 70~100 kDa의 단일 폴리펩타이드를 가지고 있는 P3A ATP가수분해효소이다.

2. 2. 위 H⁺/K⁺-ATP가수분해효소

동물은 위 수소-칼륨 ATP가수분해효소 또는 H⁺/K⁺-ATP가수분해효소를 가지고 있으며, 이들은 P형 양성자 ATP가수분해효소 부류에 속하며 전기중립 양성자 펌프로 기능한다. 위 H⁺/K⁺-ATP가수분해효소는 위점막에 있는 세포의 원형질막에서 발견되며 위를 산성화시키는 기능을 한다.^[19] 이 효소는 지지하는 β 소단위체를 가지고 있는 것이 특징인 P2C ATP가수분해효소이며, Na⁺/K⁺-ATP가수분해효소와 밀접한 관련이 있다.

3. V형 양성자 ATP가수분해효소

V형 양성자 ATP가수분해효소(V형 ATPase)는 양성자(H⁺)를 미토콘드리아와 엽록체 이외의 세포소기관으로 전위하지만 특정 유형의 세포에서는 원형질막에서도 발견된다. V형 양성자 ATP가수분해효소는 균류와 식물의 액포(따라서 기호 'V')와 동물 세포의 리소좀의 내강을 산성화시킨다. 또한 엔도솜, 클라트린 코팅 소포, 호르몬 저장 과립, 분비 과립, 골지 소포 및 다양한 동물 세포의 원형질막에서도 발견된다. F형 양성자 ATP가수분해효소와 마찬가지로 V형 양성자 ATP가수분해효소는 여러 개의 소단위체로 구성되어 있으며 회전 촉매 작용을 수행한다.^[23] 반응 주기는 ATP의 강한 결합을 포함하지만 공유결합적으로 인산화된 중간생성물의 형성 없이 진행된다. V형 양성자 ATP가수분해효소는 F형 양성자 ATP가수분해효소와 진화적으로 관련되어 있다.^[24]

4. F형 양성자 ATP가수분해효소

F형 양성자 ATP가수분해효소^[25]^[26] (또는 F형 ATP가수분해효소, F형 ATPase)는 일반적으로 양성자(H⁺)의 농도 기울기를 생성하기보다는 분산시키는 ATP 생성효소로 작동한다. 즉, 양성자는 V형 양성자 ATP가수분해효소와 비교했을 때 역방향으로 흐른다. 진정세균에서 F형 양성자 ATP가수분해효소는 원형질막에서 발견된다. 진핵생물에서 F형 양성자 ATP가수분해효소는 미토콘드리아 내막과 엽록체의 틸라코이드 막에서 발견된다. V형 양성자 ATP가수분해효소와 마찬가지로 F형 양성자 ATP가수분해효소는 여러 개의 소단위체로 구성되어 있으며 회전 촉매 작용을 수행한다. 반응 주기는 ATP의 타이트한 결합을 포함하지만 공유결합적으로 인산화된 중간생성물의 형성 없이 진행된다. F형 양성자 ATP가수분해효소는 V형 양성자 ATP가수분해효소와 진화적으로 관련되어 있다.^[14]

참조

_[1] 논문 Ion motive ATPases. I. Ubiquity, properties, and significance to cell function
_[2] 논문 The proton-translocating ATPase of the fungal plasma membrane 1981-12
_[3] 논문 Mutagenic study of the structure, function and biogenesis of the yeast plasma membrane H(+)-ATPase 2000-11
_[4] 논문 PLANT PLASMA MEMBRANE H+-ATPases: Powerhouses for Nutrient Uptake 2001-06
_[5] 논문 A structural overview of the plasma membrane Na+,K+-ATPase and H+-ATPase ion pumps 2011-01
_[6] 논문 The pharmacology of the gastric acid pump: the H+,K+ ATPase 1995
_[7] 논문 The V-type H+ ATPase: molecular structure and function, physiological roles and regulation 2006-02
_[8] 논문 The vacuolar H(+)-ATPase--one of the most fundamental ion pumps in nature http://jeb.biologist[...] 1992-11
_[9] 논문 Eukaryotic V-ATPase: novel structural findings and functional insights 2014-06
_[10] 논문 Rotary ATPases--dynamic molecular machines 2014-04
_[11] 논문 Inventing the dynamo machine: the evolution of the F-type and V-type ATPases 2007-11
_[12] 논문 The ATP synthase--a splendid molecular machine
_[13] 논문 ATP synthase
_[14] 논문 Ion motive ATPases. I. Ubiquity, properties, and significance to cell function https://archive.org/[...]
_[15] 논문 The proton-translocating ATPase of the fungal plasma membrane 1981-12
_[16] 논문 Mutagenic study of the structure, function and biogenesis of the yeast plasma membrane H(+)-ATPase 2000-11
_[17] 논문 PLANT PLASMA MEMBRANE H+-ATPases: Powerhouses for Nutrient Uptake 2001-06
_[18] 논문 A structural overview of the plasma membrane Na+,K+-ATPase and H+-ATPase ion pumps 2011-01
_[19] 논문 The pharmacology of the gastric acid pump: the H+,K+ ATPase https://archive.org/[...] 1995
_[20] 논문 The V-type H+ ATPase: molecular structure and function, physiological roles and regulation 2006-02
_[21] 논문 The vacuolar H(+)-ATPase--one of the most fundamental ion pumps in nature http://jeb.biologist[...] 1992-11
_[22] 논문 Eukaryotic V-ATPase: novel structural findings and functional insights 2014-06
_[23] 논문 Rotary ATPases--dynamic molecular machines 2014-04
_[24] 논문 Inventing the dynamo machine: the evolution of the F-type and V-type ATPases 2007-11
_[25] 논문 The ATP synthase--a splendid molecular machine https://archive.org/[...]
_[26] 논문 ATP synthase

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