生体エネルギー学: オープンアクセス

概要

プロトン静電局在：好アルカリ性細菌における生体エネルギーの難問を説明する

ジェームス・ウェイフ・リー

好アルカリ性細菌がどのようにして ATP を合成できるのかという、数十年にわたるエネルギー上の難問が、プロトン静電気局在仮説を用いて初めて明確に解決されました。これは、ノーベル賞を受賞したピーター ミッチェルの化学浸透理論を超える、プロトン結合生体エネルギーの理解における大きな飛躍的進歩です。広く普及している教科書のミッチェルのプロトン駆動力 (pmf) 方程式は、現在大幅に改訂されています。新たに導き出された方程式を使用すると、pH 10.5 で増殖する好アルカリ性細菌のミッチェル方程式から計算された値 (44.3 mV) の 4 倍以上となる、全体的な pmf 値 (215～233 mV) が得られます。この新たに計算された値は、細菌内で ATP を合成するために観測されたリン酸化電位 ΔGp -478 mV を克服するのに十分であり、これで 30 年にわたる生体エネルギーの難問を説明できます。この発見は、生体エネルギーの科学だけでなく、溶媒や基質としてだけでなく、プロトン結合エネルギー変換のためのプロトン伝導体としての水が生命にとって重要であることの理解にも根本的な影響を与える可能性があります。