ATP酶

Adenosinetriphosphatase
Adenosinetriphosphatase
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酶學委員會編號（EC編號）	3.6.1.3
CAS號	9000-83-3
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ATP酶，又稱為三磷酸腺苷酶，是一類能將三磷酸腺苷（ATP）催化水解為二磷酸腺苷（ADP）和磷酸根離子的酶，這是一個釋放能量的反應。在大多數情況下，能量可以通過傳遞而被用於驅動其他需要能量的化學反應。這一過程被所有已知的生命形式廣泛利用。

部分ATP酶是內在膜蛋白（Integral membrane protein），可以錨定在生物膜上，並可以在膜上移動；這些ATP酶又被稱為跨膜ATP酶。

功能

跨膜ATP酶可以為細胞輸入許多新陳代謝所需的物質並輸出毒物、代謝廢物以及其他可能阻礙細胞進程的物質。例如，鈉鉀ATP酶（又稱為鈉／鉀離子ATP酶）能夠調節細胞內鈉／鉀離子的濃度，從而保持細胞的靜息電位；氫鉀ATP酶（又稱為氫／鉀離子ATP酶或胃質子泵）可以使胃內保持酸化環境。

除了作為離子交換器，跨膜ATP酶還有其他類別，包括共轉運蛋白（co-transporter）和「泵」（也有部分「離子交換器」也被稱為「泵」）。這些跨膜ATP酶中，有一些可以造成膜內外電荷的流動，其他的則不行，因此又可以將這些轉運蛋白分為生電型（electrogenic）和非生電型。

與ATP水解反應耦合的轉運是一個嚴格的化學反應，即每分子ATP水解能夠使一定數量的溶液分子被轉運。例如，對於鈉鉀ATP酶，每分子ATP水解能夠使3個鈉離子被運出細胞，同時2個鉀離子被運入。

跨膜ATP酶需要ATP水解所產生的能量，因為這些酶需要做功：它們逆着熱力學上更容易發生的方向來進行物質運輸，換句話說，以膜為參照，它們可以將物質從低濃度的一邊運送到高濃度的一邊。這一過程被稱為主動運輸。^[1]

三磷酸腺苷合酶是一類線粒體與葉綠體中的合成酶，它可以利用膜內外質子的濃度差作為能量源，將ADP與磷酸合成為ATP。ATP合酶這一作用正好與ATP酶相反。

同時，ATP合酶也可以催化逆反應，即ATP的水解。因此，從某種意義上來說，ATP合酶也是一類ATP酶。

^ （英文）Albers R. 1967. Biochemical aspects of active transport. Annu. Rev. Biochem. 36: 727–56