分子馬達與氫離子的生物發電瀑布 ATP synthase！

生物使用ATP做為能量的貨幣，所以任何需要推動的生物化學反應幾乎都有ATP的參與。但是這樣的分子是怎麼樣源源不絕在生物體裡產生？

這問題很久以來一直困擾著科學家，一直要對最近完整的蛋白結晶與分子的動態量測才漸漸都完成。科學家才發現，原來大自然一直以一種非常精密又節能的分子耦合運動來完成ATP的合成。

下面的影片就是介紹這樣的過程，在細胞裡的葉綠素或是粒線體的內膜上都有跨膜所謂的ATP合成脢分子 （ATP synthase），這些分子的作用跟巨觀水力發電機非常像，都是藉著讓某種物質由高能往低能流的時候來擷取能量轉換成其他形式。　

在生物體體，因為照光（葉綠體)或是氧化有機物質（粒腺體)會產生高能的電子，這些電子經由膜上的一連串電子傳遞鍊，一個一個把電子往更低能的分子丟，然後利用丟電子所產生的能量差把氫離子打到膜的一邊，這樣一來內膜的兩端就是氫離子的濃度差異。然後只要這些氫離子經由流過ATPase，通過設計好的管道(像是旋轉門) 就可以讓ATPase發生轉動。因為轉動會讓蛋白質變形，所以就像用捏的方式把一個個ATP分子給捏出來了。

http://www.youtube.com/watch?v=sBABGB8HTGo

轉載自 科學影像 scimage