Published October 1, 1979 | Version v1
Publication Metadata-only

Sequential reactions in Pi utilization for ATP synthesis by sarcoplasmic reticulum.

Creators

  • 1. Instituto de Química y Fisicoquímica Biológicas
  • 2. Universidade Federal do Rio de Janeiro
  • 3. University of the Pacific

Description

Incorporation of Pi and ATP synthesis by sarcoplasmic reticulum ATPase were studied by rapid quench methods in order to demonstrate whether protein phosphorylation obtained in various experimental conditions leads to intermediates of the same reaction chain, or to products of independent reactions. Phosphorylation occurs rapidly (k = 30 s-') when saturating Pi is added to vesicles preincubated with ethylene glycol bis(P-aminoethyl ether)iV,iV,iV',iV'-tetraacetic acid (EGTA), while it is much slower (k = 2.0 s-') in vesicles loaded actively (with calcium in the presence of ATP) previous to sequential addition of EGTA and Pi. If the reaction is started by simultaneous rather than sequential addition of EGTA and Pi, a lag period is observed and phosphorylation occurs with identical kinetics in loaded and nonloaded vesicles. In all cases, independent of the different kinetics of ATPase phosphorylation with Pi, decay of the resulting phosphoenzyme occurs with identical kinetics upon Pi dilution, consistent with hydrolytic cleavage of the same species. The rate constant for the hydrolytic reaction (8 to 11 s-l) is equal to the turnover of the enzyme operating with ATP as the substrate. Addition of Pi and ADP to loaded vesicles, independent of whether EGTA is added previous to or simultaneous with Pi, results in ATP synthesis with kinetics similar to those of Pi incorporation into the enzyme. It is concluded that ATPase phosphorylation with Pi occurs exclusively when the enzyme resides in specific reactive states which are part of the same catalytic cycle. Observed differences in the kinetics of phosphorylation are related to different states in which the enzyme resides in various experimental conditions and reflect conversion of the enzyme to a reactive state. Independent of the kinetics of ATPase phosphorylation with Pi, the resulting phosphoenzyme acquires the ability to synthesize ATP in the presence of high intravesicular Ca'+.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تمت دراسة دمج تخليق Pi و ATP بواسطة الشبكية الساركوبلازمية ATPase بطرق إخماد سريعة من أجل إثبات ما إذا كانت فسفرة البروتين التي تم الحصول عليها في ظروف تجريبية مختلفة تؤدي إلى وسيطات من نفس سلسلة التفاعل، أو إلى منتجات من التفاعلات المستقلة. تحدث الفسفرة بسرعة (k = 30 s -') عند إضافة Pi المشبع إلى الحويصلات المحضونة مسبقًا بالإيثيلين جليكول مكرر(P - aminoethyl ether) iV،iV،iV'،iV'- tetraacetic acid (EGTA)، في حين أنه أبطأ بكثير (k = 2.0 s -') في الحويصلات المحملة بنشاط (مع الكالسيوم في وجود ATP) قبل الإضافة المتسلسلة لـ EGTA و Pi. إذا بدأ التفاعل عن طريق الإضافة المتزامنة بدلاً من الإضافة المتسلسلة لـ EGTA و Pi، يتم ملاحظة فترة تأخر ويحدث الفسفرة مع حركية متطابقة في الحويصلات المحملة وغير المحملة. في جميع الحالات، بغض النظر عن الحركية المختلفة لفسفرة ATPase مع Pi، يحدث اضمحلال الفوسفور الناتج مع حركية متطابقة عند تخفيف Pi، بما يتفق مع الانقسام التحليلي المائي لنفس النوع. ثابت معدل التفاعل التحليلي المائي (8 إلى 11 s - l) يساوي دوران الإنزيم الذي يعمل مع ATP كركيزة. تؤدي إضافة Pi و ADP إلى الحويصلات المحملة، بغض النظر عما إذا كان EGTA قد تمت إضافته قبل أو في وقت واحد مع Pi، إلى تخليق ATP مع حركية مماثلة لتلك الخاصة بدمج Pi في الإنزيم. ويخلص إلى أن فسفرة ATPase مع Pi تحدث حصريًا عندما يتواجد الإنزيم في حالات تفاعلية محددة تشكل جزءًا من نفس الدورة الحفازة. ترتبط الاختلافات الملحوظة في حركية الفسفرة بالحالات المختلفة التي يتواجد فيها الإنزيم في ظروف تجريبية مختلفة وتعكس تحويل الإنزيم إلى حالة تفاعلية. بصرف النظر عن حركية فسفرة ATPase مع Pi، يكتسب الفسفوزيم الناتج القدرة على تخليق ATP في وجود Ca'+ عالية داخل الحويصلة.

Translated Description (French)

L'incorporation de la synthèse de Pi et d'ATP par l'ATPase du réticulum sarcoplasmique a été étudiée par des méthodes de quench rapide afin de démontrer si la phosphorylation des protéines obtenue dans diverses conditions expérimentales conduit à des intermédiaires de la même chaîne réactionnelle, ou à des produits de réactions indépendantes. La phosphorylation se produit rapidement (k = 30 s-') lorsque du Pi saturant est ajouté à des vésicules préincubées avec de l'acide bis(P-aminoéthyléther)iV,iV,iV',iV'-tétraacétique (EGTA) d'éthylène glycol, alors qu'elle est beaucoup plus lente (k = 2,0 s-') dans des vésicules chargées activement (avec du calcium en présence d'ATP) avant l'addition séquentielle d'EGTA et de Pi. Si la réaction est déclenchée par l'addition simultanée plutôt que séquentielle d'EGTA et de Pi, une période de latence est observée et la phosphorylation se produit avec une cinétique identique dans les vésicules chargées et non chargées. Dans tous les cas, indépendamment des différentes cinétiques de phosphorylation de l'ATPase avec Pi, la désintégration de la phosphoenzyme résultante se produit avec une cinétique identique lors de la dilution de Pi, compatible avec le clivage hydrolytique de la même espèce. La constante de vitesse de la réaction hydrolytique (8 à 11 s-l) est égale au renouvellement de l'enzyme fonctionnant avec l'ATP comme substrat. L'ajout de Pi et d'ADP aux vésicules chargées, indépendamment du fait que l'EGTA soit ajouté avant ou simultanément à Pi, entraîne une synthèse d'ATP avec une cinétique similaire à celle de l'incorporation de Pi dans l'enzyme. Il est conclu que la phosphorylation de l'ATPase avec Pi se produit exclusivement lorsque l'enzyme réside dans des états réactifs spécifiques qui font partie du même cycle catalytique. Les différences observées dans la cinétique de la phosphorylation sont liées à différents états dans lesquels l'enzyme réside dans diverses conditions expérimentales et reflètent la conversion de l'enzyme en un état réactif. Indépendamment de la cinétique de la phosphorylation de l'ATPase avec Pi, la phosphoenzyme résultante acquiert la capacité de synthétiser l'ATP en présence de Ca'+ intravésiculaire élevé.

Translated Description (Spanish)

La incorporación de la síntesis de Pi y ATP por la ATPasa del retículo sarcoplásmico se estudió mediante métodos de inactivación rápida para demostrar si la fosforilación de proteínas obtenida en diversas condiciones experimentales conduce a intermedios de la misma cadena de reacción o a productos de reacciones independientes. La fosforilación se produce rápidamente (k = 30 s-') cuando la saturación de Pi se añade a vesículas preincubadas con etilenglicol bis(P-aminoetil éter)iV,iV,iV',iV'-ácido tetraacético (EGTA), mientras que es mucho más lenta (k = 2.0 s-') en vesículas cargadas activamente (con calcio en presencia de ATP) antes de la adición secuencial de EGTA y Pi. Si la reacción se inicia mediante la adición simultánea en lugar de secuencial de EGTA y Pi, se observa un período de retraso y se produce la fosforilación con idéntica cinética en vesículas cargadas y no cargadas. En todos los casos, independientemente de las diferentes cinéticas de fosforilación de ATPasa con Pi, la descomposición de la fosfoenzima resultante ocurre con idéntica cinética tras la dilución de Pi, consistente con la escisión hidrolítica de la misma especie. La constante de velocidad para la reacción hidrolítica (8 a 11 s-l) es igual al recambio de la enzima que opera con ATP como sustrato. La adición de Pi y ADP a las vesículas cargadas, independientemente de si se añade EGTA antes o simultáneamente con Pi, da como resultado la síntesis de ATP con una cinética similar a la de la incorporación de Pi en la enzima. Se concluye que la fosforilación de ATPasa con Pi ocurre exclusivamente cuando la enzima reside en estados reactivos específicos que forman parte del mismo ciclo catalítico. Las diferencias observadas en la cinética de la fosforilación están relacionadas con diferentes estados en los que la enzima reside en diversas condiciones experimentales y reflejan la conversión de la enzima a un estado reactivo. Independientemente de la cinética de la fosforilación de la ATPasa con Pi, la fosfoenzima resultante adquiere la capacidad de sintetizar ATP en presencia de Ca'+ intravesicular alto.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التفاعلات المتسلسلة في استخدام Pi لتخليق ATP بواسطة الشبكة الساركوبلازمية.
Translated title (French)
Réactions séquentielles dans l'utilisation du Pi pour la synthèse de l'ATP par le réticulum sarcoplasmique.
Translated title (Spanish)
Reacciones secuenciales en la utilización de Pi para la síntesis de ATP por el retículo sarcoplásmico.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W1486369166
DOI
10.1016/s0021-9258(19)83539-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4388093980 (Other)
https://openalex.org/W2950720267 (Other)
https://openalex.org/W2768687374 (Other)
https://openalex.org/W2567515369 (Other)
https://openalex.org/W2425916956 (Other)
https://openalex.org/W2170638407 (Other)
https://openalex.org/W2074142273 (Other)
https://openalex.org/W2056106536 (Other)
https://openalex.org/W2025419541 (Other)
https://openalex.org/W1984325243 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1511723719
  • https://openalex.org/W1542479042
  • https://openalex.org/W1577031595
  • https://openalex.org/W1580570166
  • https://openalex.org/W1584666396
  • https://openalex.org/W1594905039
  • https://openalex.org/W1602586459
  • https://openalex.org/W1607086761
  • https://openalex.org/W1775749144
  • https://openalex.org/W1971434319
  • https://openalex.org/W1979934156
  • https://openalex.org/W1994946211
  • https://openalex.org/W2010873425
  • https://openalex.org/W2021867613
  • https://openalex.org/W2024466946
  • https://openalex.org/W2029029518
  • https://openalex.org/W2031628201
  • https://openalex.org/W2033267789
  • https://openalex.org/W2039430183
  • https://openalex.org/W2057891326
  • https://openalex.org/W2066748437
  • https://openalex.org/W2074039949
  • https://openalex.org/W2081696219
  • https://openalex.org/W2084935237
  • https://openalex.org/W2086081061
  • https://openalex.org/W2098536812
  • https://openalex.org/W2146752257
  • https://openalex.org/W4249230347
  • https://openalex.org/W4302086332