La subunidad alfa de la ATP sintasa F1 mitocondrial es una enzima que en humanos está codificada por el gen ATP5F1A . [5] [6]
Este gen codifica una subunidad de la ATP sintasa mitocondrial. La ATP sintasa mitocondrial cataliza la síntesis de ATP mediante un gradiente electroquímico de protones a través de la membrana interna durante la fosforilación oxidativa. La ATP sintasa se compone de dos complejos de subunidades múltiples vinculados: el núcleo catalítico soluble, F 1 , y el componente que atraviesa la membrana, F o, que comprende el canal de protones. La porción catalítica de la ATP sintasa mitocondrial consta de 5 subunidades diferentes (alfa, beta, gamma, delta y épsilon) ensambladas con una estequiometría de 3 alfa, 3 beta y un solo representante de los otros 3. El canal de protones consta de tres subunidades principales (a, b, c). Este gen codifica la subunidad alfa del núcleo catalítico. Alternativamente, se han identificado variantes de transcritos empalmados que codifican la misma proteína. Los pseudogenes de este gen se encuentran en los cromosomas 9, 2 y 16. [6]
El gen ATP5F1A , ubicado en el brazo q del cromosoma 18 en la posición 21, está compuesto por 13 exones y tiene una longitud de 20.090 pares de bases. [6] La proteína ATP5F1A pesa 59,7 kDa y está compuesta por 553 aminoácidos. [7] [8] La proteína es una subunidad de la porción catalítica de la F 1 F o ATPasa, también conocida como Complejo V , que consta de 14 subunidades codificadas por el núcleo y 2 mitocondriales. Como subunidad alfa, ATP5F1A está contenida dentro de la porción catalítica F 1 del complejo. [6] La nomenclatura de la enzima tiene una larga historia. el f 1fracción deriva su nombre del término "Fracción 1" y F o (escrito como un subíndice "o", no "cero") deriva su nombre de ser la fracción de unión para la oligomicina , un tipo de antibiótico de origen natural que puede para inhibir la unidad F o de la ATP sintasa. [9] [10] La partícula F 1 es grande y se puede ver en el microscopio electrónico de transmisión por tinción negativa. [11] Estas son partículas de 9 nm de diámetro que salpican la membrana mitocondrial interna. Originalmente se les llamó partículas elementales y se pensó que contenían todo el aparato respiratorio de la mitocondria, pero, a través de una larga serie de experimentos, Efraim Rackery sus colegas (quienes aislaron por primera vez la partícula F 1 en 1961) pudieron demostrar que esta partícula está correlacionada con la actividad de ATPasa en mitocondrias desacopladas y con la actividad de ATPasa en partículas submitocondriales creadas al exponer las mitocondrias a ultrasonido. Esta actividad ATPasa se asoció además con la creación de ATP mediante una larga serie de experimentos en muchos laboratorios.
La ATP sintasa de la membrana mitocondrial (F 1 F o ATP sintasa o Complejo V ) produce ATP a partir de ADP en presencia de un gradiente de protones a través de la membrana que es generado por complejos de transporte de electrones de la cadena respiratoria. Las ATPasas de tipo F constan de dos dominios estructurales, F 1 - que contiene el núcleo catalítico extramembranoso, y F o - que contiene el canal de protones de la membrana, unidos entre sí por un tallo central y un tallo periférico. Durante la catálisis, la síntesis de ATP en el dominio catalítico de F 1 se acopla mediante un mecanismo rotatorio de las subunidades del tallo central a la translocación de protones. Las subunidades alfa y beta forman el núcleo catalítico en F 1. La rotación del tallo central contra las subunidades alfa (3) beta (3) circundantes conduce a la hidrólisis de ATP en tres sitios catalíticos separados en las subunidades beta. La subunidad alfa no tiene los sitios catalíticos de unión a ATP de alta afinidad. [12]