Una ATP sintasi ? qualsiasi enzima, o proteina catalitica, che ? principalmente coinvolta nella sintesi di adenosina trifosfato (ATP), una delle unit? pi? importanti di accumulo di energia nei sistemi biologici. Diverse variet? di ATP sintasi compaiono in diversi tipi di cellule e organelli, nonch? in organismi completamente diversi. Nelle piante, ad esempio, la sintasi CF1FO-ATP ? presente nelle membrane tilosoidali dei cloroplasti, che sono i principali responsabili della fotosintesi. Negli animali, d’altra parte, nel mitocondrio sono presenti le sintesi di F1FO-ATP, gli organelli responsabili della produzione di energia. Nonostante queste differenze nel tipo e nella posizione, i componenti principali dell’enzima tendono ad essere abbastanza simili in tutti gli organismi.
Come indicato dai nomi dei diversi tipi di proteine, ci sono due subunit? primarie per gli enzimi che sintetizzano ATP, FO e F1. La subunit? FO – “O” non “zero” – ? cos? chiamata perch? si lega all’oligomicina, che ? essenziale per alcuni aspetti della sintesi di ATP. Questa parte dell’ATP sintasi ? incorporata nelle membrane dei mitocondri, mentre F1, che sta semplicemente per “Frazione 1”, ? all’interno della matrice dei mitocondri. ? possibile che queste subunit? fossero, allo stesso tempo, proteine ??completamente separate che, nel corso della storia evolutiva, sono state integrate in una struttura che ? altamente prevalente in natura.
Il processo di sintesi di ATP richiede un po ‘di energia e l’enzima sintasi ATP ? attrezzato per soddisfare questa esigenza. La subunit? FO utilizza un gradiente di protoni per produrre l’energia necessaria per la sintesi effettiva di ATP, che si verifica nella subunit? F1. Un gradiente protonico ? un tipo di gradiente elettrochimico in cui l’energia potenziale causata dalle differenze di carica attraverso una membrana viene utilizzata per alimentare vari processi biochimici. A volte, il gradiente di protoni ? in realt? l’obiettivo finale; in questi casi, l’ATP pu? effettivamente essere consumato per fornire l’energia necessaria.
La struttura e la funzione dell’ATP sintasi sono quasi le stesse in tutti gli organismi. Talvolta sono coinvolte diverse subunit? e talvolta vengono utilizzati diversi numeri e disposizioni delle subunit?, ma al suo interno i domini proteici e i processi biochimici coinvolti sono molto simili. Questa somiglianza rende ATP sintasi interessante da una prospettiva evolutiva. Il fatto che l’enzima sia stato cos? ben conservato nella maggior parte degli organismi nel corso della storia implica che le strutture sono state sviluppate molto presto nella storia dell’evoluzione. I biologi ritengono che le due subunit? F che compongono il nucleo dell’enzima in realt? inizialmente svolgessero funzioni in gran parte non correlate, ma alla fine sono state in grado di unirsi per formare la sintasi estremamente utile.