Bioénergétique : Libre accès

Abstrait

Hypothèse proton-électrostatique pour la bioénergétique par couplage protonique localisé

James Weifu Lee

Selon l'hypothèse de localisation électrostatique des protons présentée dans ce travail, les protons injectés dans un thylakoïde peuvent être localisés électrostatiquement à l'interface eau-membrane le long de la surface luminale. Cette hypothèse fournit un cadre naturel pour expliquer une large gamme d'observations expérimentales sur la bioénergétique des chloroplastes et d'autres systèmes biologiques menées depuis les années 1960, y compris les problèmes énergétiques bien caractérisés de longue date des bactéries alcalophiles telles que Bacillus firmus. Elle peut également aider à réconcilier les observations scientifiques élégantes de l'expérience de Dilley et de la détection des protons des thylakoïdes neutres-rouges de Junge. Notre analyse indique que la vision mitchellienne du couplage des protons délocalisés à l'ATP synthase ne pourrait être vraie que dans des circonstances particulières, à savoir lorsque la différence de potentiel électrique de la membrane est proche de zéro et que la différence de pH entre les phases en vrac devient le facteur dominant. Dans la plupart des conditions physiologiques de la photosynthèse, le couplage protonique se produit probablement dans un état mixte de localisation électrostatique des protons de l'excès de charge à la surface de la membrane et de délocalisation dans le milieu en vrac. L'hypothèse de localisation électrostatique protonique conduit à une nouvelle équation bioénergétique pour la force motrice du proton qui peut fournir un cadre unifié pour comprendre l'énergétique de nombreux systèmes biologiques.