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ATP aus dem Säurebad
AFB I–II1966 zeigte André Jagendorf, dass Chloroplasten ATP bilden, wenn man sie plötzlich in eine saurere Lösung überführt. Ein entsprechender Versuch lässt sich mit Mitochondrien durchführen: Die Mitochondrien werden bei pH 8,5 vorbehandelt, bis Matrix und Außenraum diesen pH-Wert angenommen haben. Dann werden sie in einen Messpuffer umgesetzt. Die äußere Membran ist für H⁺ durchlässig, sodass sich der Intermembranraum sofort dem Messpuffer anpasst. Die Atmungskette ist stillgelegt (kein Substrat, kein Sauerstoff).
M1ATP-Gehalt isolierter Mitochondrien 15 s nach Umsetzen (ohne Substrat, ohne O₂; Modellwerte)
| Ansatz | Vorbehandlung → Messpuffer | Zusätze im Messpuffer | ATP in nmol je mg Protein |
|---|---|---|---|
| A | pH 8,5 → pH 8,5 | ADP + Pᵢ | 0,3 |
| B | pH 8,5 → pH 6,5 | ADP + Pᵢ | 42 |
| C | pH 8,5 → pH 6,5 | ADP + Pᵢ + FCCP (macht die Membran für H⁺ durchlässig) | 1,2 |
| D | pH 8,5 → pH 6,5 | nur Pᵢ | 0 |
| E | pH 6,5 → pH 8,5 | ADP + Pᵢ | 0,4 |
- Nennen Sie die Kernaussagen des chemiosmotischen Modells.
- Erläutern Sie Bau und Funktion der ATP-Synthase.
- Werten Sie die Ergebnisse der Ansätze A bis E aus.
- Erklären Sie, warum die ATP-Bildung in Ansatz B nach wenigen Sekunden zum Erliegen kommt.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Gradient, Membran, Kopplung.
Hinweis zu Aufgabe b)
Kanal in der Membran, Rotor, Kopf in der Matrix.
Hinweis zu Aufgabe c)
Vergleichen Sie jeweils mit Ansatz B: Was ist anders?
Hinweis zu Aufgabe d)
Wie lange hält ein Gradient, der nicht nachgepumpt wird?