Полная версия

Главная arrow География arrow БИОХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

АТР И NADPH - ПЕРЕНОСЧИКИ ЭНЕРГИИ ОТ КАТАБОЛИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ К АНАБОЛИЧЕСКИМ

Большие молекулы, такие как глюкоза, обладают большим запасом энергии. Когда молекула глюкозы окисляется молекулярным кислородом с образованием шести молекул СОг и шести молекул Н2О, высвобождается свободная энергия, которую клетка использует для выполнения работы. Эта свободная энергия запасается в клетке в форме химической энергии (энергии фосфатных связей) аденозинтрифосфата (АТР). Образующиеся молекулы АТР могут диффундировать в те участки клетки, где необходима энергия, поэтому АТР можно назвать перемещающимся источником энергии.

Синтез АТР обеспечивают метаболиты, способные за счет энергетического сопряжения обеспечить энергией субстратное фосфорилирование (синтез АТР из ADP и неорганического фосфата - Р/). К таким метаболитам с высоким потенциалом переноса групп принадлежат фосфоенолпируват и 1,3-дифосфоглицерат. Оба соединения являются промежуточными продуктами гликолиза (на рис. 11.2 - это вещества, образующиеся в промежуточных стадиях превращения глюкозы в пируват). Процесс гликолиза будет рассмотрен подробно в последующих разделах. Также «богаты» энергией ацильные производные кофермента А, такие как сукци- нил-СоА. Гидролиз сукцинил-СоА до сукцината сопряжен в цикле лимонной кислоты с синтезом GTP (подробнее см. в главе, посвященной циклу лимонной кислоты). Фосфатной связью, богатой энергией, обладает также креатинфосфат, с помощью которого в мышце при необходимости может регенерироваться АТР. Такие экзоэргические процессы катаболизма косвенным образом используются для синтеза АТР.

Перенос электронов - другая форма передачи химической энергии от катаболических окислительно-восстановительных процессов к тем реакциям анаболизма, для осуществления которых необходимо потребление энергии. Наиболее важным из соединений, способных к такому переносу, является никотиналшдаденин- динуклеотидфосфат (NADPH).

Обобщая, можно сказать, что в катаболических путях свободная энергия запасается в форме высокоэнергетических фосфатов (в виде АТР) или восстановительных эквивалентов в виде NADPH.

Энергия, выделяемая АТР в катаболических процессах, достаточно велика. Изменение энергии Гиббса AG гидролиза фосфоан- гидридных связей в АТР при pH 7 в стандартных условиях составляет от -30 до -35 кДж/моль. В клетке (физиологические условия) действительное изменение свободной энергии (ДG) при гидролизе АТР еще выше. Предположительно в физиологических условиях энергия Гиббса гидролиза АТР до ADP и неорганического фосфата составляет примерно -50 кДж/моль. Для сравнения можно сказать, что при расщеплении сложноэфирной связи между рибозой и фосфатом высвобождается только -9 кДж/моль.

Следует заметить, что хотя АТР является источником химической энергии во всех нормально функционирующих клетках, это вещество не следует рассматривать как «резервуар» энергии. Внутриклеточная концентрация АТР весьма мала, изменчива и быстро расходуется. Действительные «резервуары» энергии (фос- фагены), такие как креатинфосфат, существуют в самой клетке. Эти «резервуары» аккумулируют высокоэнергетические фосфатные связи, когда концентрация АТР высока, и отдают их, когда концентрация АТР снижается. Аденилнуклеотиды, находящиеся в клетке, обеспечивают ее высокочувствительным механизмом, осуществляющим регуляцию энергопотребляющих и энергопроизводящих процессов.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>