Есть два типа макроэргических соединений:

• Фосфатсодержащие макроэргические соединения: 1,3-бисфосфоглицерат, фосфоенолпируват, карбамоилфосфат, АТФ и другие нуклеозидтрифосфаты, креатинфосфат.

• Серосодержащие макроэргические соединения(тиоэфиры): ацетил-КоА, ацил-КоА, сукцинил-КоА.

Классификация макроэргов по связям:

1. Фосфоангидридная связь. ΔG — 32 кДж/моль. Представители: все нуклеозидтрифосфаты и нуклеозиддифосфаты (АТФ, ГДФ и их аналоги);

2. Тиоэфирная связь. ΔG — 34 кДж/моль. Представители: ацетил-КоА, сукцинил-КоА;

3. Гуанидинфосфатная связь. ΔG — 42 кДж/моль. Представители: креатинфосфат;

4. Ацилфосфатная связь(ацил — остаток жирной кислоты). ΔG — 46 кДж/моль. Представители: 1,3-бисфосфоглицерат;

5. Енолфосфатная связь. ΔG — 54 кДж/моль. Представители: фосфоенолпируват.

Нуклеозидтрифосфаты — это нуклеозиды с тремя фосфатами.

Природные нуклеозидтрифосфаты представлены аденозинтрифосфатом(ATP), гуанозинтрифосфатом (GTP), цитидинтрифосфатом (CTP), тимидинтрифосфатом (TTP) и уридинтрифосфатом (UTP)- содержат рибозу;

дезоксиаденозинтрифосфатом (dATP), дезоксигуанозинтрифосфатом (dGTP), дезоксицитидинтрифосфатом (dCTP), дезокситимидинтрифосфатом (dTTP) и дезоксиуридинтрифосфатом (dUTP)- содержат дезоксирибозу.

 

 

АТФ – Аденозинтрифосфат - состоит из трех элементов: рибозы, аденина и остатков фосфорной кислоты. Рибоза – углевод, который относится к группе пентоз. Это значит, что в составе рибозы 5 атомов углерода, которые заключены в цикл.

Аденин – азотистое основание. В зависимости от того, какое азотистое основание присоединяется к рибозе, выделяют также ГТФ (гуанозинтрифосфат), ТТФ (тимидинтрифосфат), ЦТФ (цитидинтрифосфат) и УТФ (уридинтрифосфат).

Остатки фосфорной кислоты. К рибозе может присоединиться максимально три остатка фосфорной кислоты. Если их два или только один, то соответственно вещество называется АДФ (дифосфат) или АМФ (монофосфат).

 

Для нормальной жизнедеятельности живым клеткам постоянно требуется энергия. Ее главный универсальный источник — аденозинтрифосфат (АТФ), способный встраиваться в белки организма напрямую. Это соединение получается в результате ряда реакций окисления, носящих общее название «клеточное дыхание». При этом происходит постепенный распад органических веществ вплоть до простейших неорганических — углекислого газа CO2 и воды H2O. Структурное строение молекул АТФ содержит фосфорангидридные связи, которые имеют свойство накапливать высвобожденную при прохождении реакций клеточного дыхания энергию, поэтому называются макроэргическими. Так создаются энергетические запасы клеток, которые могут высвобождается при необходимости разрывом этих связей.

Процесс синтеза АТФ и класса вспомогательных соединений включает три этапа:

1)Гликолиз происходит в цитоплазме.

2)В матриксе митохондрий проходят все химические реакции цикла Кребса.

3)Окислительное фосфорилирование на внутренней мембране митохондрий.

Величина свободной энергии гидролиза АТФ делает возможным его образование из АДФ за счёт переноса фосфатного остатка от таких высокоэнергетических фосфатов, как, например, фосфоенолпируват или 1,3-бисфосфоглицерат; в свою очередь, АТФ может участвовать в таких эндергонических реакциях, как фосфорилирование глюкозы или глицерина. АТФ выступает в роли донора энергии в эндергонических реакциях многих анаболических процессов. Некоторые биосинтетические реакции в организме могут протекать при участии других нуклеозидтрифосфатов, аналогов АТФ; к ним относят гуанозинтрифосфат (ГТФ), уридинтрифосфат (УТФ) и цитидинтрифосфат (ЦТФ). Все эти нуклеотиды, в свою очередь, образуются при использовании свободной энергии концевой фосфатной группы АТФ. Наконец, за счёт свободной энергии АТФ совершаются различные виды работы, лежащие в основе жизнедеятельности организма, например, такие как мышечное сокращение или активный транспорт веществ.

Креатинфосфат — соединение образуется в процессе обратимого фосфорилированиякреатина и накапливается в основном (95 %) в мышечных и нервных тканях.

Функция: обеспечение стабильности выработки энергии внутри клетки за счет поддержания уровня АТФ путем ресинтеза при помощи фермента -креатинфософокиназы.

 

В процессе креатинфосфатаза участвуют три изофермента креатинфосфокиназы: типа MM, MB и BB, которые отличаются местом расположения: первые два – в скелетных и сердечных мышцах, третий – в тканях головного мозга.

 

 

Синтез креатина и креатинфосфата

Основные органы, которые производят креатин, – это почки и печень. Процесс начинается в почках с выработки из аргинина и глицина гуанидин ацетата. Затем в печени из этой соли и метионина синтезируется креатин. Кровотоком он разносится к мозговым и мышечным тканям, где и происходит его преобразование в креатинфосфат при наличии соответствующих условий (отсутствие или малая мышечная активность и достаточное количество молекул АТФ).

 

 

Понятие об этапах унификации различных энергетических субстратов в организме. Окислительное декарбоксилированиепирувата. Последовательность реакций в мультиэнзимном комплексе. Энергетическая эффективность.

Унификация — постоянное уменьшение числа участников обменных процессов в организме человека.

 

Унификация питательных веществ идёт в три фазы.

I. Подготовительная фаза. Высокомолекулярные соединения распадаются под действием гидролаз ЖКТ до мономеров. Протекает в ЖКТ и лизосомах. Не является поставщиком энергии (1%).

II фаза. Превращение мономеров в простые соединения - центральные метаболиты (ПВК, ацетилКоА). Эти продукты связывают 3 вида обмена, до 2-3 с, протекает в цитоплазме, завершается в митохондриях, даёт 20-30% энергии, поставляемой анаэробно.

III фаза. Цикл Кребса. Аэробные условия, полное окисление поступивших с пищей веществ, выделяется большое количество энергии и аккумулируется она в АТФ.