ATPase
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2008-07-14T14:35:19Z
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Les '''ATPases''' membranaires sont une classe d'[[enzyme]]s liées au métabolisme énergétique, qui hydrolysent ou synthétisent les [[molécule]]s d'[[adénosine-triphosphate]] (ATP) tout en transférant des ions d'un coté à l'autre de la membrane. Il en existe plusieurs classe, selon qu'elles synthétisent ou hydrolysent l'ATP, selon le type d'ion qu'elles transportent...
<br>Leur implication centrale dans les transferts d'énergie au sein de la [[cellule (biologie)|cellule]] en fait une classe de protéine ubiquitaire. Les ATPases de type F et P sont présents aussi bien chez les [[eucaryote]]s que chez les [[procaryote]]s, les ATPases de type V uniquement chez les eucaryotes.
==Bioénergétique==
*La synthèse d'ATP à partir d'ADP et de phosphate inorganique nécessite de l'[[énergie]]. Cette énergie est fournie par la diffusion à travers le complexe enzymatique de certaines ATPases d'ions (protons) selon le [[potentiel électrochimique de membrane]] établi par ailleurs par une [[chaîne respiratoire|chaîne de transport d'électron]]. Les ATP ainsi produits sont la source d'énergie la plus courante dans le cytoplasme. Son hydrolyse, réaction exothermique, est couplée à des [[réaction chimique|réactions chimiques]] endothermiques qui n'auraient pas lieu sinon.
*Les ATPases qui hydrolysent l'ATP utilisent son énergie pour transporter des ions contre leur gradient de concentration.
==ATPase de type F ou F1-F0 ATP-synthase==
Ces enzymes, situées dans une [[sphère pédonculée]], sont activées lors du passage des protons (H+) de l'espace intermembranaire à la matrice (tout cela se situe dans la [[mitochondrie]] ou dans le [[chloroplaste]], [[organite]]s productrices d'énergie).
<!--Some such enzymes are [[integral membrane protein]]s (anchored within [[biological membrane]]s), and move [[solute]]s across the membrane. (These are called ''transmembrane ATPases'').
Transmembrane ATPases import many of the metabolites necessary for [[cell (biology)|cell]] [[metabolism]] and export toxins, wastes, and solutes that can hinder cellular processes. An important example is the sodium-potassium exchanger (or [[NaKATPase|Na<sup>+</sup>/K<sup>+</sup>ATPase]]), which establishes the ionic concentration balance that maintains the [[cell potential]].
Besides exchangers, other categories of transmembrane ATPase include cotransporters and pumps (however, some exchangers are also pumps). Some of these, like the Na<sup>+</sup>/K<sup>+</sup>ATPase, cause a net flow of charge, but others do not. These are called "electrogenic" and "nonelectrogenic" transporters, respectively.
The coupling between ATP hydrolysis and transport is more or less a strict chemical reaction, in which a fixed number of solute molecules are transported for each ATP molecule that is hydrolyzed; for example, 3 Na<sup>+</sup> ions inward and 2 K<sup>+</sup> ions outward per ATP hydrolyzed, for the Na<sup>+</sup>/K<sup>+</sup> exchanger.
Transmembrane ATPases harness the chemical potential energy of ATP, because they perform [[mechanical work]] : they transport solutes in a direction opposite to their [[thermodynamic|thermodynamically]] preferred direction of movement—that is, from the side of the membrane where they are in low concentration to the side where they are in high concentration. This process is considered [[active transport]]. -->
L'ATP synthétase (ou [[ATP synthase]]) des [[mitochondrie]]s et [[chloroplaste]]s est une enzyme [[anabolique]] qui utilise l'énergie d'un gradient transmembranaire de [[proton]]s comme source d'énergie pour ajouter un groupe [[phosphate minéral]] à une molécule d'[[adénosine diphosphate]] (ADP) pour former une molécule d'adénosine triphosphate (ATP). <!--This enzyme works when a proton moves down the concentration gradient, giving the enzyme a spinning motion. This unique spinning motion bonds ADP and P together to create ATP. ATP synthetase can also function in reverse; that is, use energy released by ATP hydrolysis to pump protons against their thermodynamic gradient.-->
==ATPase de type P==
Les ATPases de type P ('''P'''' pour ''phosphorylation'') participent au maintien d'un [[potentiel électrochimique de membrane]] en transportant des ions contre leurs gradients de potentiel au court d'un cycle où un ATP est hydrolysé (voir l'article [[pompe sodium/potassium]] pour les détails du cycle). On les appelle aussi pompes ioniques (voir l'article [[transporteur membranaire]]). On peut distinguer les ATPases de types P selon qu'elles transportent une seule ou bien deux espèces ioniques:
===ATPase de type P Uniport===
les '''ATPase de type P Uniport''' sont conductrices pour un seul ion dans un seul sens.
*Les [[Ca2+-ATPase|Ca<sup>2+</sup>-ATPases]]
par exemples transportent le calcium hors du cytoplasme, soit vers le milieu extracellulaire, soit vers des [[réticulum endoplasmique lisse]] spécialisés appelés [[calciosome]]s. Ils assurent une faible concentration de calcium intracellulaire ([Ca<sup>2+</sup>]<sub>i</sub>). Toute libération de calcium est en effet un signal cellulaire en soit, capable de provoquer des chaînes de réaction métabolique. Le [Ca<sup>2+</sup>]<sub>i</sub> est un [[second messager]].
*Chez les [[bactérie]]s (notamment [[Escherichia coli]]), il existe également une K<sup>+</sup>-ATPase qui pompe le potassium vers l'intérieur de la cellule.
===ATPase de type P Antiport===
les '''ATPase de type P Antiport''' conduisent dans des directions opposées deux espèces ioniques, toujours contre leur gradient de concentration respectif.
*Les [[pompe sodium/potassium|pompes sodium potassium]]
*Les [[pompe proton/potassium|pompes proton/potassium]]
'''Remarques'': Dans certaines conditions expérimentales, les Ca<sup>2+</sup>-ATPases peuvent devenir ATP-synthétases. <small> ce qui soutient la pertinence de rassembler toutes les ATPases dans la même famille d'enzyme...</small>
==ATPase de type V==
Elles créent un gradient de protons en hydrolysant de l'ATP. Elles sont présentes chez les eucaryotes seulement, dans la membrane des [[Vésicule (biologie)|vésicule]]s d'[[exocytose]] et d'[[endocytose]], dans celle des [[lysosome]]s, des [[endosome]]s et des vésicules de l'[[appareil de Golgi]]. On les trouves également dans les membranes des vacuoles de [[plante]]s et de [[levure]]. Elles maintiennent un pH acide dans ces compartiments. Il s'agit de complexes protéiques de 12 à 14 sous-unités: le complexe V0 forme le canal; le complexe V1 catalyse l''hydrolyse de l'ATP en ADP et phosphate inorganique. Il y a une [[homologie]] structurelle avec les ATPases de type F.
==Lien interne==
*[[pompe sodium/potassium]]
* [[Pompe calcium]]
==Lien externe==
*[http://www.atpsynthase.info/ "ATP synthase - a splendid molecular machine"]
{{portail biologie}}
[[catégorie:Bioénergétique]]
[[Catégorie:EC 3.6.3]]
[[de:ATPasen]]
[[en:ATPase]]
[[es:ATPasa]]
[[ja:ATPアーゼ]]
[[lt:ATFazė]]
[[nl:ATPase]]
[[pt:ATPase]]
[[ru:Аденозинтрифосфатазы]]
[[vi:ATPase]]
[[zh:ATP酶]]