什么是ATP合成酶(ATP Synthase)？

ATP合成酶是任何主要参与三磷酸腺苷（ATP）合成的酶或催化蛋白，生物系统中最重要的储能单元之一。不同种类的ATP合成酶出现在不同类型的细胞和细胞器中，也存在于完全不同的生物体中。例如，在植物中，CF1FO-ATP合成酶存在于叶绿体的类囊体膜上，另一方面，在动物体内，F1FO-ATP合成酶存在于负责能量生产的细胞器线粒体中。尽管存在这些类型和位置上的差异，但在所有生物体中，这种酶的核心成分趋于相似。通常包含在线粒体内。根据不同类型蛋白质的名称，ATP合成酶有两个主要的亚基，FO和F1。FO亚单位"O"而不是"零"是因为它与寡霉素结合，这对ATP合成的某些方面是必不可少的。ATP合成酶的这一部分嵌入在线粒体的膜中，而F1，简单地说是"分数1"，位于线粒体的基质中。这些亚单位可能曾经是完全分离的蛋白质，具有，在进化史的过程中，被整合到一个在自然界中非常普遍的结构中。一些ATP合成酶存在于细胞的线粒体中。ATP合成过程需要一些能量，而ATP合成酶则能满足这一需要。FO亚单位利用质子梯度产生实际合成ATP所需的能量，这种能量发生在F1亚单位质子梯度是一种电化学梯度，它利用跨膜电荷差产生的势能为各种生化过程提供燃料。有时，质子梯度实际上是最终目标；在这种情况下，ATP可能被消耗以提供所需的能量。ATP的结构和功能合酶在所有生物体中几乎是一样的。有时涉及不同的亚基，有时使用不同数量和排列的亚基，但在其核心，所涉及的蛋白质结构域和生化过程非常相似。这种相似性使ATP合成酶从进化的角度来看很有趣。事实上纵观历史，这种酶在大多数有机体中保存得如此完好，这意味着这种结构在进化史上很早就被开发出来了。生物学家认为，构成酶核心的两个F亚单位最初起到的作用基本上是不相关的，但最终能够结合在一起形成高效合酶。红光疗法可激活ATP。