Soru:
Oksidatif fosforilasyon sürecinde, proton gradyanının oluşması ve ATP sentaz enziminin çalışması arasındaki ilişkiyi açıklayan teori nedir? Bu teoriye göre, ATP sentaz enzimi protonların (H⁺ iyonlarının) mitokondri matriksine geri dönüşünü nasıl kullanır?
Çözüm:
🧠 Bu soru, ATP sentezinin temel mekanizmasını anlamamızı sağlayan önemli bir teoriyi sorguluyor.
- ➡️ Birinci adım: Soruda bahsedilen teori, Kemiosmotik Teori'dir. Peter Mitchell bu teori ile Nobel Ödülü kazanmıştır.
- ➡️ İkinci adım: Elektron taşıma zincirindeki reaksiyonlar sonucu, protonlar (H⁺) matriksten zararlar arası bölgeye pompalanır. Bu, zarın iki tarafında bir proton gradyanı (yoğunluk farkı) ve bir elektrokimyasal gradiyan (yük farkı) oluşturur.
- ➡️ Üçüncü adım: ATP sentaz enzimi, iç zarda yer alan ve bu gradyanı bir "enerji kaynağı" olarak kullanan bir kanal/proteindir. Oluşan yüksek enerjili proton akışı (proton motör gücü), bu kanaldan matrikse geri döner.
- ➡️ Dördüncü adım: Protonların bu akışı, ATP sentaz enziminin türbin benzeri bir kısmını döndürür. Bu mekanik hareket, enzimin aktif bölgesinde ADP ile inorganik fosfatın (Pᵢ) birleşerek ATP oluşturmasını sağlar. Yani, protonların akış enerjisi, mekanik enerjiye, oradan da kimyasal bağ enerjisine (ATP) dönüştürülür.
✅ Sonuç: Bahsedilen teori Kemiosmotik Teori'dir. ATP sentaz, protonların gradyan boyunca matrikse geri akışını, mekanik bir dönme hareketine çevirerek ADP'yi fosforiller ve ATP sentezler.
