Bioenergética: acceso abierto

Abstracto

Hipótesis de electrostática protónica para bioenergética de acoplamiento protónico localizado

James Weifu Lee

Según la hipótesis de localización electrostática de protones presentada en este trabajo, los protones inyectados en un tilacoide pueden localizarse electrostáticamente en la interfaz agua-membrana a lo largo de la superficie luminal. Esta hipótesis proporciona un marco natural para explicar una amplia gama de observaciones experimentales en la bioenergética de cloroplastos y otros sistemas biológicos realizadas desde la década de 1960, incluidos los problemas energéticos bien caracterizados de larga data de las bacterias alcalófilas como Bacillus firmus. También puede ayudar a reconciliar las elegantes observaciones científicas tanto del experimento de Dilley como de la detección de protones de tilacoides de color rojo neutro de Junge. Nuestro análisis indica que la visión de Mitchell del acoplamiento deslocalizado de protones a la ATP sintasa solo podría ser cierta en circunstancias especiales; es decir, cuando la diferencia de potencial eléctrico de la membrana es cercana a cero y la diferencia de pH entre las fases en masa se convierte en el factor dominante. Es probable que el acoplamiento de protones en la mayoría de las condiciones fisiológicas de la fotosíntesis se produzca en un estado mixto de localización electrostática de protones del exceso de carga en la superficie de la membrana y deslocalización en el medio en masa. La hipótesis de la localización electrostática de protones conduce a una nueva ecuación bioenergética para la fuerza motriz de protones que puede proporcionar un marco unificado para comprender la energía de muchos sistemas biológicos.