【生物科教學尋疑團隊工作坊】三磷酸腺苷酶(ATP synthase)
國立新竹高級中學生物科許家榕代理老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯
2010/11/05 第2次研習活動–學科內容整理3
主題：光合作用光反應
a.什麼是ATP synthase？
在動植物體內，光合作用與呼吸作用，牽涉到能量的轉換和養分的合成，這些作用發生在細胞質、粒線體和葉綠體中。其中經常與一種化學能的合成「 ATP（三磷酸腺苷）」有關。
ATP synthase是一種酶，催化ADP與磷酸根合成ATP。在生物體內與ATP合成有關的酶有多種類型。依不同功能（合成或水解ATP的）、不同構造、運輸的離子不同而異。細胞內合成ATP的方式為ADP加上磷酸根(Pi)，此過程稱為磷酸化反應。依磷酸化過程所需的能量來源可分為：(稍後詳加介紹)
(一)受質階層磷酸化(substrate-level phosphorylation)
(二)化學滲透磷酸化，包括光合磷酸化、氧化磷酸化。
酶(enzyme)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
酶又稱為酵素，是指具有催化功能的蛋白質。酶所催化的反應速率通常是未催化反應的數十萬倍，甚至達百萬倍。酶催化的原理式通過降低化學反應的活化能來加快反應速率，本身在反應過程中不被消耗，也不影響反應的化學平衡。酶的結構決定了它們的催化活性和機理。接受酶催化的反應物稱為受質(substrates)，大多數的酶都要比它們的催化受質大得多，但是酶分子中只有一小部分直接參與催化反應，此小部分可稱為酶的活化中心(active site)，此區域通常只由3-4個胺基酸單元(肽)及中心金屬元素所組成。
酶具有高度的專一性(Specificity)，只催化特定的反應或產生特定的構型，酶的形狀、表面電荷、親疏水性都會影響專一性。簡言之，酶只對具有特定空間結構的某種或某類受質起作用。
雖然酶是蛋白質，但並非具有生物催化功能的分子都是蛋白質，有一些被稱為核酶的RNA分子同樣具有催化功能。此外，人工酶也具有與酶類似的催化活性。酶的催化活性可以受其他分子影響：酶的活性還可以被溫度、化學環境（如pH值）以及受質濃度等。酶的抑制劑(enzyme inhibitor)可以降低酶活性的分子；酶的活化劑(enzyme activator)則可以增加酶活性的分子。一般情況下，酶在常溫、常壓和中性水溶液條件下可以正常發揮催化活性。在極端條件下，包括高溫、過高或過低pH條件等，酶會失去催化活性。另外也有一些酶則偏好在特定條件下發揮催化功能，如嗜熱菌中的酶在高溫低pH條件下具有較高活性。