|
Conference publicationsAbstractsXXVII conferenceВалидация эмпирической модели скорости хлоропластной АТФ-синтазы для разных pH стромы и люменаМГУ имени М.В. Ломоносова, физический факультет, Россия, 119991, Москва, Ленинские горы 1 стр. 2, alekseev@physics.msu.ru 1 pp. (accepted)Описание зависимости скорости синтеза/гидролиза АТФ-синтазы от $\Delta pH$, которая имеет сигмоидную форму \cite{Possmayer1994} - важная задача при биофизическом описании процессов в хлоропластах. В литературе имеется ряд работ, содержащих модели АТФ-синтазы (хлоропластной \cite{anandakrishnan2016,nath2000} и митохондриальной \cite{Jane2000}), в которых скорость синтеза АТФ представлена в виде функции различных переменных: мембранного потенциала $\Delta \varphi$, трансмембранного протонного градиента $\Delta pH = pH_{in}-pH_{out}$, а также концентраций АТФ, АДФ и неорганического фосфата. Однако, мы не нашли модель АТФ-синтазы, в которой была бы получена зависимость скорости синтеза сразу от нескольких величин - $\Delta pH$ мембраны, $pH$ с внешней стороны мембраны, концентраций АТФ и АДФ. В нашей модели мы использовали функцию сигмоиды для скорости синтеза: $V_{ATP synth}(\Delta pH) = \frac{y_2-y_1}{1+exp(-\alpha(\Delta pH-\Delta pH_{05}))}+y_1$, каждый из параметров которой определён как произведение двух явных функций от параметров $pH_{out}$ ($\equiv$ $pH$ стромы) и $Q=\frac{[ATP]c^o}{[ADP][P_i]}$: $y_1= f_{11}(Q) \cdot f_{12}(pH_{out}), y_2= f_{21}(Q) \cdot f_{22}(pH_{out}), \Delta pH_{05}=f_{31}(Q) \cdot f_{32}(pH_{out}), \alpha=f_{41}(Q) \cdot f_{42}(pH_{out}) $. Параметры четырёх полиномальных функций $f_{i2}$, $i=\overline{1,4}$ определялись путём фиттинга данных для скорости синтеза AТФ в зависимости от $\Delta pH$ при различных значениях параметра и $pH_{out}$ из работы \cite{Possmayer1994} (см. рисунок, сплошные линии - результаты непосредственного фиттинга параметров $V_{ATP synth}(\Delta pH)$, сплошные - результаты с использованием функций $f_{i2}$). Вычисления производились с помощью языка R (функция оптимизации optim). Как мы полагаем, качество оптимизации позволяет использовать функции с найденными параметрами как основу для получения полного набора функций модели $f_{ij}$.
\bibitem{Possmayer1994} \textit{F. E. Possmayer and P. Graber} The pHin and pHout Dependence of the Rate of ATP Synthesis Catalyzed by the Chloroplast H+-ATPase, CFoFr, in Proteoliposomes // \textit{The Journal of Biological Chemistry} \textbf{269}, 3, 1994. pp. 1896-1904.
%\bibitem{metelkin} \textit{Метёлкин Е.} Кинетическое моделирование системы фосфорилирования в митохондриях гепатоцитов. Дисс. к.ф.-м. н. %--- Москва, МГУ, 2008. 142 cтр.
\bibitem{anandakrishnan2016} \textit{R. Anandakrishnan et. al.} Biophysical comparison of ATP synthesis mechanisms shows a kinetic advantage for the rotary process // \textit{PNAS} \textbf{113}, 40, 2016. pp. 11220-11225.
\bibitem{nath2000} \textit{Nath, Sunil and Jain, Siddhartha} Kinetic modeling of ATP synthesis by ATP synthase and its mechanistic implications // \textit{Biochemical and biophysical research communications} \textbf{272}, 3, 2000. pp. 629-633.
\bibitem{Jane2000} \textit{S. Jain and S. Nath} Kinetic model of ATP synthase: pH dependence of the rate of ATP synthesis // \textit{ FEBS Letters} \textbf{476}, 3, 2000. pp. 113-117.
%\bibitem{turina2003} \textit{P. Turina et. al.} H+/ATP ratio of proton transport-coupled ATP synthesis and hydrolysis catalysed by CF0F1-liposomes // \textit{The EMBO Journal} \textbf{22}, 3, %2003. pp. 418-426.
|
