ATPazės – adenozintrifosfatazės; hidrolazių klasės fermentų grupė, katalizuojančios atskėlimą nuo adenozintrifosfatinės rūgšties (ATP) vieno arba dviejų fosforo rūgšties liekanų kartu išlaisvinant energiją, kuri naudojama raumens susitraukimų, medžiagų pernašoje per membrana, įvairių junginių biosintezės procesuose.
Terminas ATPazės yra naudojamas kaip bendrinis visų ATP skaidančių fermentų vardas (EC 3.6.1.3), šių fermentų yra įvairių.
Vienas iš pagrindinių pirmosios aktyviosios pernašos energijos šaltinių yra ATP hidrolazės energija. fermentai katalizuojantys jonų pernašą yra pernašos (transportinės) ATPazės arba jonų pompos (siurbliai). ATPazės hidrolizuoja ATP ir perneša Na+,K+, H+, Ca2+, Mg2+ ir kitus jonus bei tam tikras molekules prieš jų koncentracijos gradientą.
Pagrindinės ATPazių klasės:
• P-tipo ATPazės.
Jos hidrolizuoja ATP ir perneša jonus pro membraną, šio proceso metu fermentas yra fosforilinamas ir defosforilinamas. Šie fermentai yra integralieji membranų baltymai, dažniausiai sudaryti iš vienos polipeptidinės grandinės.
P-tipo ATPazės turi panašią aminorūgščių seką ir jos turi dvi konformacines būsenas E1 ir E2, jos turi skirtingą giminingumą pernešamiems jonams. Baltymas, būdamas E1 konformacijos, prisijungia jonus vienoje membranos pusėje, o perėjęs į E2 konformaciją -išskiria jonus jau kitoje membranos pusėje.
Gyvūnų audiniuose Na+/K+ ATPazės išneša Na+ jonus iš ląstelės ir įneša K+ jonus į ląstelę (transmembraniniai Na+ ir K+ gradientai ypač svarbūs perduodant nervinį impulsą nervinėse ląstelėse; jie taip pat valdo ląstelės tūrį; gyvūnų ląstelėse Na+ jonų gradientas naudojamas aminorūgštims, angliavandeniams, nukleozidams ir kitoms medžiagoms pernešti į ląstelę).
Ca2+ATPazės palaiko mažą Ca2+ jonų koncentraciją citozolyje (kalcio jonai labai svarbūs raumenų susitraukimui, valdo daugelio fermentų aktyvumą, yra antrinė signalinė molekulė;
ramybės būsenoje raumenų ląstelių citozolyje Ca2+ koncentracija yra labai maža ~0,1 µM;
mažą Ca2+ koncentraciją ląstelėje palaiko plazminės membranos Ca2+ATPazė ir endoplazminio tinklo Ca2+ATPazė;
atėjus nerviniam impulsui, atidaromi sarkoplazminio tinklo membranose esantys Ca2+ kanalai ir katijonas išeina į citozolį, kalcio koncentracija padidėja iki 10 µM ir raumuo susitraukia).
H+/K+ATPazė nustatoma skrandžio dengiamųjų ląstelių plazminėje membranoje, ji perneša protonus į skrandžio vidų ir palaiko jo mažą pH.
Paminėtos P-tipo ATPazių veikimo spektras neapsiriboja vien tik aukščiau išvardintomis funkcijomis, jos dar dalyvauja ir kituose organizme vykstančiuose procesuose ir ne tik pas gyvūnų, bet ir augaluose, grybuose ar bakterijose.
• V-tipo ATPazės (nustatytos vakuolėse).
Jos palaiko didelę vandenilio jonų koncentraciją tam tikrose ląstelės erdvėskyrose. ATPazė esanti lizosomų membranose, palaiko didelę vandenilio jonų koncentraciją, kuri reikalinga aktyvinti lizosomų vidaus fermentus. Endosomų, sekrecinių pūslelių viduje esanti didelė protonų koncentracija reikalinga medžiagoms pernešti pro membraną.
• F-tipo ATPazės.
Pagrindinė jų funkcija yra naudojant elektrocheminį vandenilio jonų gradientą sintetinti ATP iš ADP ir neorganinio fosfato (todėl vadinamos ATP sintazės). ATP sintazė (F0F1-ATPazė) yra fermentų kompleksas, esantis vidinėje mitochondrijų, chloroplastų tilakoidų ir eubakterijų plazminėse membranose. Jis katalizuoja grįžtamąją fermentinę reakciją.
Mikroorganizmuose jos gali hidrolizuoti ATP ir sukurtą protonų gradientą naudoti antrinei aktyviajai pernašai (medžiagoms pernešti pro membraną).