Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2018-01-13 | 366 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Центральную роль АТФ в обмене веществ и энергии в биологических системах раскрыли Фриц Липман и Герман Калькар в 1941г. Выбор в пользу этого вещества был сделан природой, по-видимому, еще на заре становления жизни.
АТФ содержит нуклеозидную и две фосфоангидридные группы. Полагают, что нуклеозидная часть молекулы служит для узнавания и связывания с различными белками, ферментами, использующими АТФ. Ангидридная структура трифосфатной цепи обуславливает высокое содержание энергии. Следует отметить, что эти связи сами по себе не обладают какими-либо особыми свойствами. Они являются высокоэргическими связями в том смысле, что при гидролизе высвобождается большое количество свободной энергии. Производное фосфоангидрида из двух остатков фосфатов называют пирофосфатом (ФФН).
пирофосфат неорганический фосфат
Столь значительное высвобождение свободной энергии при гидролизе пирофосфата обусловлено несколькими факторами. Эти рассуждения справедливы и по отношению к любому соединению, содержащему фосфоангидридную группу.
1. Структура пирофосфата дестабилизирована электроотрицательным отталкиванием двух отрицательно заряженных групп. АТФ при физиологическом значении рН, равном 7,36, несет 4 отрицательных заряда. Перераспределение электронной плотности в молекуле приводит к возникновению частично положительных зарядов у атомов фосфора. Одноименные заряды находятся в тесной близости друг от друга, между ними возникает электростатическое отталкивание. При образовании фосфоангидридной связи нужно сблизить одноименно заряженные остатки, преодолевая их отталкивание.
2. Реакционную способность и высокий потенциал переноса фосфатных групп ангидридов можно отнести за счет конкурирующего резонанса т.е. две фосфорильные группы в пирофосфате конкурируют за несвязанные электроны одного и того же атома кислорода. Это приводит к снижению количества резонансных структур. Напротив, продукты гидролиза резонансно стабилизированы, поэтому система стремится к гидролизу. Все эти факторы способствуют протеканию реакции гидролиза пирофосфата и соединений с фюсфоангидридной группой в сторону образования Фн. Реакции гидролиза АТФ далеко сдвинуты от равновесия, т.е. кинетически необратимы. Изменение свободной энергии ΔG велико и отрицательно. Существует два пути гидролиза АТФ:
АТФ + Н2О→АДФ + Фн (ΔG= -30,5 кДж/моль) и
АТФ + Н2О→ АМФ + ФФ„ (ΔG =-32,2 кДж/моль)
ФФН + Н2О→ 2ФН + Н + (ΔG =-33,5 кДж/моль).
В стандартных условиях обе ангидридные связи в молекуле АТФ имеют близкие по величине энергии гидролиза. Предпочтительным является гидролиз до АДФ, так как является более экономичным. Однако при биосинтезе таких макромолекул, как белки, нуклеиновые кислоты, природа использует более эффективный путь гидролиза АТФ до АМФ. Отрицательное изменение ΔG столь велико, что эти процессы протекают до полного завершения и совершенно необратимы.
Роль АТФ в обмене веществ
В биологических системах АТФ постоянно образуется и постоянно потребляется. Оборот АТФ очень высок. Например, человек в покое расходует около 40 кг АТФ в сутки. Энергопотребляющие процессы могут осуществляться при условии постоянного регенерирования АТФ из АДФ. Таким образом, цикл АТФ-АДФ – основной механизм обмена энергии в биологических системах.
Н2О гидролиз Фн АТФ-зависимые
АТФ АДФ процессы
Фн
Фосфорилирование
Рис. 6- 1 Синтез АТФ
1. Гидролиз АТФ облегчает возможность протекания эндергонических реакций в нужном направлении при условии физиологически допустимых концентраций субстрата.
2. Гидролиз АТФ обеспечивает энергию, необходимую для совершения механической работы в сократительных тканях, таких, как мышцы.
3. Гидролиз АТФ создает движущую силу для транспорта ионов через клеточную мембрану, т.е. участвует в осмотической работе клетки.
4. Гидролиз АТФ обеспечивает передачу нервного импульса.
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!