Interacción mecánica de F₁F₀ ATP sintasa con sistemas modelo de membranaimplicaciones biológicas

Resumen

La función primordial de la ATP sintasa es la fabricación del ATP para la homeostasis de la célula. En los últimos años, se ha consolidado la hipótesis por la cual la ATP sintasa pueda jugar un papel estructural en la formación y mantenimiento de las invaginaciones (crestas) dentro de la mitocondria. Las pruebas estructurales recientes confirman la formación de dímeros y su localización en las zonas más curvadas de las crestas. Sin embargo los mecanismos subyacentes no están todavía claros. Los resultados presentados en esta tesis arrojan una prueba experimental sobre estos mecanismos por los que la ATP sintasa pudiera ejercer un papel en la organización de membranas lipídicas. Mediante su actividad asociada a la rotación de FO y al bombeo de protones, la ATP sintasa reduce de manera efectiva el valor del módulo de curvatura así como la tensión de la membrana, facilitando la generación de altas curvaturas y por tanto haciendo de la membrana un material más propicio a cambios morfológicos. Aunque los fenómenos fuera del equilibrio observados son compatibles con la acumulación de proteínas en puntos concretos de la membrana lipídica, se necesitan más evidencias experimentales para la comprobación definitiva de la organización de la ATP sintasa en condiciones activas. Aun así, la presente tesis abre el camino a establecer una conexión entre la rotación de la proteína y los fenómenos emergentes de organización espacio temporal a escala mesoscópica, que podrían ser relevantes para entender cómo la mitocondria es capaz de generar y mantener estructuras de membrana con formas curvadas para su óptima funcionalidad.