Фосфагены

Синтез и распад АТФ

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) образуется при взаимодействии аденозиндифосфорной кислоты (АДФ) с фосфорной кислотой. Существует два способа синтеза АТФ: субстратное фосфорилирование и окислительное фосфорилирование.

Субстратное фосфорилирование заключается в том, что макроэргическая связь переносится от макроэргических соединений на АДФ. В этом случае на АДФ переносится с субстрата макроэргическая связь вместе с фосфатом. Например: субстратное фосфорилирование происходит в одной из реакций цикла трикарбоновых кислот, где ГТФ синтезируется из ГДФ и фосфата за счет энергии макроэргической тиоэфирной связи в сукцинил-КоА. В результате реакции высвобождается свободный КоА и сукцинат. Образовавшийся в этом примере ГТФ нуклеозидфосфаткиназой в присутствии АДФ легко превращается в АТФ по схеме:

ГТФ + АДФ à ГДФ + АТФ.

Окислительное фосфорилирование - это синтез АТФ из АДФ и Н₃Р0₄, сопряженный с перемещением электронов по дыхательной цепи.

Высвобождение энергии из АТФ происходит двумя путями. Наиболее распрост­ранённый путь - ортофосфатное расщепление, когда от АТФ отщепля­ется ортофосфат:

АТФ + Н₂О à АДФ + Ф (Н₃РО₄)

Такой способ освобождения энергии из АТФ наблюдается при мышечном сокращении, при фосфорилировании глюкозы, фруктозо-6-фосфата и др.

Второй путь высвобождения энергии из АТФ - пирофосфатное расщепление - идет по схеме:

АТФ + Н₂О à АМФ + 2Ф (Н₄Р₂О₇)

В этом случае АТФ распадается на АМФ и пирофосфат. Затем пирофосфат расщепля­ется на 2 остатка фосфорной кислоты с высвобождением энергии. Пирофосфатное расщепление наблюдается в реакциях активации субстрата, например, активации жирных кислот и аминокислот.

Образовавшийся при пирофосфатном расщеплении АМФ может превратиться в АТФ по схеме:

АМФ + АТФà2 АДФ

2 АДФ + 2 Н₃РO₄à2 АТФ.

Образование и использование АТФ в клетке происходит очень быстро. В организме человека за 1 сутки образу­ется и распадается 190 кг АТФ. При интенсивной работе еще больше. Однако всего в теле человека не более 50 г АТФ.

При благоприятных условиях в клетке может создаваться запас энергии. Ве­щества, способные депонировать энергию в фосфатной связи, называются фосфагенами. Простейшее из них - полиметафосфат (волютин) - обнаруживается в виде хорошо растворимых гранул в клетках микроорганизмов.

Креатинфосфат

У позвоночных животных таким соединением является креатинфосфат, а у беспозвоночных - аргининфосфат. Эти соединения аккуму­лируют энергию. Образуются они из АТФ и креатина или аргинина соответственно. В условиях дефицита АТФ фосфагены отдают макроэргический фосфат на АДФ.

ЦИКЛ ТРИКАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Цикл трикарбоновых кислот, цикл лимон­ной кислоты, цикл Кребса и "метаболический котел" - это все синонимы одного процесса. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) - последовательность реакций, занимающих центральное место в метаболизме клетки. В метаболическом котле окисляются соединения, образующиеся из липидов, углеводов и белков. Благодаря обратимым реакциям в ЦТК образуются соединения, которые используются в синтезе липидов, углеводов и белков. Большинство ферментов ЦТК локализуется в матриксе митохондрий.

Дата добавления: 2015-07-13