Молекула атф содержит богатые энергией связи: Богатые энергией связи в молекулах АТФ называют:1) Ковалентными2) Возородными3) Макроэргическими4) Гидрофобными

Богатые энергией связи в молекуле атф называют

Содержание

• Подержание АТФ в клетке
• 2241-2250
• Какое количество АТФ содержится в организме?
  • Еще можно почитать
• АТФ: энергетическая валюта
• Молекула АТФ — что это и какова её роль в организме

Подержание АТФ в клетке

В клетках всех организмов имеются молекулы АТФ — аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ — универсальное вещество клетки, молекула которого имеет богатые энергией связи. Молекула АТФ — это один своеобразный нуклеотид, который, как и другие нуклеотиды, состоит из трех компонентов: азотистого основания — аденина, углевода — рибозы, но вместо одного содержит три остатка молекул фосфорной кислоты (рис. 12). Связи, обозначенные на рисунке значком, — богаты энергией и называются макроэргическими. Каждая молекула АТФ содержит две макроэргические связи.

При разрыве макроэргической связи и отщеплении с помощью ферментов одной молекулы фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии, а АТФ при этом превращается в АДФ — аденозиндифосфорную кислоту. При отщеплении еще одной молекулы фосфорной кислоты освобождается еще 40 кДж/моль; образуется АМФ — аденозинмонофосфорная кислота. Эти реакции обратимы, то есть АМФ может пре вращаться в АДФ, АДФ — в АТФ.

Молекулы АТФ не только расщепляются, но и синтезируются, по этому их содержание в клетке относительно постоянно. Значение АТФ в жизни клетки огромно. Эти молекулы играют ведущую роль в энергетическом обмене, необходимом для обеспечения жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Молекула РНК, как правило, одиночная цепь, состоящая из четырех типов нуклеотидов — А, У, Г, Ц. Известны три основных вида РНК: иРНК, рРНК, тРНК. Содержание молекул РНК в клетке непостоянно, они участвуют в биосинтезе белка. АТФ — универсальное энергетическое вещество клетки, в котором имеются богатые энергией связи. АТФ играет центральную роль в обмене энергии в клетке. РНК и АТФ содержатся как в ядре, так и в цитоплазме клетки.

Любой-клетке, как и всякой живой системе, присуща способность сохранять свой состав и все свои свойства на относительно постоянном уровне. Так, например, содержание АТФ в клетках составляет около 0,04%, и эта величина стойко удерживается, несмотря на то что АТФ постоянно расходуется в клетке в процессе жизнедеятельности. Другой пример: реакция клеточного содержимого слабощелочная, и эта реакция устойчиво удерживается, несмотря на то что в процессе обмена веществ постоянно образуются кислоты и основания. Стойко удерживается на определенном уровне не только химический состав клетки, но и другие ее свойства. Высокую устойчивость живых систем нельзя объяснить свойствами материалов, из которых они построены, так как белки, жиры и углеводы обладают незначительной устойчивостью. Устойчивость живых систем активна, она обусловлена сложными процессами координации и регуляции.

Рассмотрим, например, каким образом поддерживается постоянство содержания АТФ в клетке. Как мы знаем, АТФ расходуется клеткой при осуществлении ею какой-либо деятельности. Синтез же АТФ происходит в результате процессов без кислородного и кислородного расщепления глюкозы. Очевидно, что постоянство содержания АТФ достигается благодаря точному уравновешиванию обоих процессов — расхода АТФ и ее синтеза: как только содержание АТФ в клетке снизится, тотчас же включаются процессы без кислородного и кислородного расщепления глюкозы, в ходе которых АТФ синтезируется и содержание АТФ в клетке повышается. Когда уровень АТФ достигнет нормы, синтез АТФ притормаживается.

Включение и выключение процессов, обеспечивающих поддержание нормального состава клетки, происходит в ней автоматически. Такая регуляция называется саморегуляцией или авторегуляцией.

Основой регуляции деятельности клетки являются процессы информации, т. е. процессы, в которых связь между отдельными звеньями системы осуществляется с помощью сигналов. Сигналом служит изменение, возникающее в каком-нибудь звене системы. В ответ на сигнал запускается процесс, в результате которого возникшее изменение устраняется. Когда нормальное состояние системы восстановлено — это служит новым сигналом для выключения процесса.

Понижение содержания АТФ в клетке представляет сигнал, запускающий процесс синтеза АТФ. Когда концентрация АТФ достигнет нормы — это новый сигнал, приводящий к выключению синтеза АТФ.

Каким же образом работает сигнальная система клетки, как она обеспечивает процессы авторегуляции в ней?

Прием сигналов внутри клетки производится ее ферментами. Ферменты, как и большинство белков, обладают неустойчивой структурой. Под влиянием ряда факторов, в том числе многих химических агентов, структура фермента нарушается и каталитическая активность его утрачивается. Это изменение, как правило, обратимо, т. е. после устранения действующего фактора структура фермента возвращается к норме и его каталитическая функция восстанавливается.

Механизм авторегуляции клетки основан на том, что вещество, содержание которого регулируется, способно к специфическому взаимодействию с порождающим его ферментом. В результате этого взаимодействия структура фермента деформируется и каталитическая активность его утрачивается.

Механизм авторегуляции клетки работает следующим образом. Мы уже знаем, что химические вещества, вырабатываемые в клетке, как правило, возникают в результате нескольких последовательных ферментативных реакций. Вспомните без кислородный и кислородный процессы расщепления глюкозы. Каждый из этих процессов представляет длинный ряд — не менее десятка последовательно протекающих реакций. Вполне очевидно, что для регуляции таких многочленных процессов достаточно выключения какого-либо одного звена. Достаточно выключить хотя бы одну реакцию — и остановится вся линия. Именно этим путем и осуществляется регуляция содержания АТФ в клетке. Пока клетка находится в покое, содержание АТФ в ней около 0,04%. При такой высокой концентрации АТФ она реагирует с одним из ферментов без кислородного процесса расщепления глюкозы. В результате этой реакции все молекулы данного фермента лишены активности и конвейерные линии без кислородного и кислородного процессов бездействуют. Если благодаря какой-либо деятельности клетки концентрация АТФ в ней снижается, тогда структура и функция фермента восстанавливаются и без кислородный и кислородный процессы запускаются. В результате происходит выработка АТФ, концентрация ее увеличивается. Когда она достигнет нормы (0,04%), конвейер без кислородного и кислородного процессов автоматически выключается.

По образцу авторегуляции АТФ происходит авторегуляция содержания и других веществ в клетке.



2241-2250

2241. Географическая изоляция приводит к видообразованию, так как в популяциях исходного вида наблюдается
А) дивергенция
Б) конвергенция
В) ароморфоз
Г) дегенерация

2242. К невозобновимым природным ресурсам биосферы относят
А) известковые отложения
Б) тропические леса
В) песок и глину
Г) каменный уголь

2243. Какова вероятность проявления рецессивного признака в фенотипе у потомства первого поколения, если оба родителя имеют генотип Aa?
А) 0%
Б) 25%
В) 50%
Г) 75%

Конспект

2244. Богатые энергией связи между остатками фосфорной кислоты имеются в молекуле
А) белка
Б) АТФ
В) иРНК
Г) ДНК

2245. По какому признаку изображенное на рисунке животное относят к классу насекомых?
А) три пары ходильных ног
Б) два простых глаза
В) одна пара прозрачных крыльев
Г) расчленение тела на голову и брюшко

Конспект

2246. Зигота, в отличие от гаметы, образуется в результате
А) оплодотворения
Б) партеногенеза
В) сперматогенеза
Г) I деления мейоза

2247. Бесплодные гибриды у растений образуются в результате
А) внутривидового скрещивания
Б) полиплоидизации
В) отдаленной гибридизации
Г) анализирующего скрещивания

Какое количество АТФ содержится в организме?

Выберите верную характеристику беспозвоночного животного
А) у кольчатых червей имеется кровеносная система
Б) в члениках круглых паразитических червей содержатся яйца
В) плоские черви имеют сквозной кишечник
Г) моллюски обладают лучевой симметрией

2249. У резус-отрицательных людей, по сравнению с резус-положительными, эритроциты крови отличаются по составу
А) липидов
Б) углеводов
В) минеральных веществ
Г) белков

2250. При разрушении клеток височной доли коры больших полушарий человек
А) получает искаженное представление о форме предметов
Б) не различает силу и высоту звука
В) теряет координацию движений
Г) не различает зрительные сигналы

Конспект

Еще можно почитать

<<Предыдущие 10Cледующие 10>>

© Д.В.Поздняков, 2009-2018

Adblock detector

1. Какие слова пропущены в предложении и заменены буквами (а—г)?

«В состав молекулы АТФ входит азотистое основание (а), пятиуглеродный моносахарид (б) и (в) остатка (г) кислоты.»

Буквами заменены следующие слова: а – аденин, б – рибоза, в – три, г – фосфорной.

2. Сравните строение АТФ и строение нуклеотида. Выявите сходство и различия.

Фактически АТФ представляет собой производное аденилового нуклеотида РНК (аденозинмонофосфата, или АМФ). В состав молекул обоих веществ входит азотистое основание аденин и пятиуглеродный сахар рибоза. Различия связаны с тем, что в составе аденилового нуклеотида РНК (как и в составе любого другого нуклеотида) есть лишь один остаток фосфорной кислоты, и отсутствуют макроэргические (высокоэнергетические) связи. Молекула АТФ содержит три остатка фосфорной кислоты, между которыми имеются две макроэргические связи, поэтому АТФ может выполнять функцию аккумулятора и переносчика энергии.

3. Что представляет собой процесс гидролиза АТФ?

АТФ: энергетическая валюта

Синтеза АТФ? В чём заключается биологическая роль АТФ?

В процессе гидролиза происходит отщепление от молекулы АТФ одного остатка фосфорной кислоты (дефосфорилирование). При этом разрывается макроэргическая связь, высвобождается 40 кДж/моль энергии и АТФ превращается в АДФ (аденозиндифосфорную кислоту):

АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + 40 кДж

АДФ может подвергаться дальнейшему гидролизу (что происходит редко) с отщеплением ещё одной фосфатной группы и выделением второй «порции» энергии. При этом АДФ преобразуется в АМФ (аденозинмонофосфорную кислоту):

АДФ + Н2О → АМФ + Н3РО4 + 40 кДж

Синтез АТФ происходит в результате присоединения к молекуле АДФ остатка фосфорной кислоты (фосфорилирование). Этот процесс осуществляется главным образом в митохондриях и хлоропластах, частично в гиалоплазме клеток. Для образования 1 моль АТФ из АДФ должно быть затрачено не менее 40 кДж энергии:

АДФ + Н3РО4 + 40 кДж → АТФ + Н2О

АТФ является универсальным хранителем (аккумулятором) и переносчиком энергии в клетках живых организмов. Практически во всех биохимических процессах, идущих в клетках с затратами энергии, в качестве поставщика энергии используется АТФ. Благодаря энергии АТФ синтезируются новые молекулы белков, углеводов, липидов, осуществляется активный транспорт веществ, движение жгутиков и ресничек, происходит деление клеток, осуществляется работа мышц, поддерживается постоянная температура тела теплокровных животных и т. д.

4. Какие связи называются макроэргическими? Какие функции могут выполнять вещества, содержащие макроэргические связи?

Макроэргическими называют связи, при разрыве которых выделяется большое количество энергии (например, разрыв каждой макроэргической связи АТФ сопровождается высвобождением 40 кДж/моль энергии). Вещества, содержащие макроэргические связи, могут служить аккумуляторами, переносчиками и поставщиками энергии для осуществления различных процессов жизнедеятельности.

5. Общая формула АТФ — С10h26N5O13P3. При гидролизе 1 моль АТФ до АДФ выделяется 40 кДж энергии. Сколько энергии выделится при гидролизе 1 кг АТФ?

● Рассчитаем молярную массу АТФ:

М (С10h26N5O13P3) = 12 × 10 + 1 × 16 + 14 × 5 + 16 × 13 + 31 × 3 = 507 г/моль.

● При гидролизе 507 г АТФ (1 моль) выделяется 40 кДж энергии.

Значит, при гидролизе 1000 г АТФ выделится: 1000 г × 40 кДж : 507 г ≈ 78,9 кДж.

Ответ: при гидролизе 1 кг АТФ до АДФ выделится около 78,9 кДж энергии.

6. В одну клетку ввели молекулы АТФ, меченные радиоактивным фосфором 32Р по последнему (третьему) остатку фосфорной кислоты, а в другую — молекулы АТФ, меченные 32Р по первому (ближайшему к рибозе) остатку. Через 5 мин в обеих клетках измерили содержание неорганического фосфат-иона, меченного 32Р. Где оно оказалось выше и почему?

Последний (третий) остаток фосфорной кислоты легко отщепляется в процессе гидролиза АТФ, а первый (ближайший к рибозе) – не отщепляется даже при двухступенчатом гидролизе АТФ до АМФ. Поэтому содержание радиоактивного неорганического фосфата будет выше в той клетке, в которую ввели АТФ, меченную по последнему (третьему) остатку фосфорной кислоты.

Дашков М.Л.

Сайт: dashkov.by

Молекула РНК в отличие от ДНК, как правило, представляет собой одиночную цепочку нуклеотидов, которая значительно короче, чем ДНК. Однако общая масса РНК в клетке больше, чем ДНК. Молекулы РНК имеются и в ядре, и в цитоплазме.

Содержание их в клетке зависит от стадии жизненного цикла клетки.

Известны три основных типа РНК: информационные, или матричные, – иРНК; рибосомные – рРНК, транспортные – тРНК, которые различаются по форме, размерам и функциям молекул. Их главная функция – участие в биосинтезе белка.

Вы видите, что молекула РНК, как и молекула ДНК, состоит из четырех типов нуклеотидов, три из которых содержат такие же азотистые основания, как и нуклеотиды ДНК (А, Г, Ц) . Однако в состав РНК вместо азотистого основания тимина входит другое азотистое основание – урацил (У) . Таким образом, в состав нуклеотидов молекулы РНК входят азотистые основания: А, Г, Ц, У. Кроме того, вместо углевода дезоксирибозы в состав РНК входит рибоза.

В клетках всех организмов имеются молекулы АТФ – аденозинтрифосфорной кислоты. АТФ – универсальное вещество клетки, молекула которого имеет богатые энергией связи. Молекула АТФ – это один своеобразный нуклеотид, который, как и другие нуклеотиды, состоит из трех компонентов: азотистого основания – аденина, углевода – рибозы, но вместо одного содержит три остатка молекул фосфорной кислоты. Каждая молекула АТФ содержит две макроэргические связи.

При разрыве макроэргической связи и отщеплении с помощью ферментов одной молекулы фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии, а АТФ при этом превращается в АДФ – аденозиндифосфорную кислоту. При отщеплении еще одной молекулы фосфорной кислоты освобождается еще 40 кДж/моль; образуется АМФ – аденозинмонофосфорная кислота. Эти реакции обратимы, то есть АМФ может превращаться в АДФ, АДФ – в АТФ.

Молекула АТФ — что это и какова её роль в организме

Молекулы АТФ не только расщепляются, но и синтезируются, п bcd оэтому их содержание в клетке относительно постоянно. Значение АТФ в жизни клетки огромно. Эти молекулы играют ведущую роль в энергетическом обмене, необходимом для обеспечения жизнедеятельности клетки и организма в целом.

АТФ и другие органические соединения клетки



1. Какие виды энергии вам известны?

Ответ. Существует большое количество видов энергии. Вот некоторые из них: Солнечная (электромагнитная ), тепловая, энергия внутреннего сгорания, механическая, гидравлическая, гравитационная, электромагнитная, ядерная, тепловая, биоэнергетика.

2. Почему для жизнедеятельности любого организма необходима энергия?

Ответ. Энергия необходима для синтеза всех специфических веществ организма, поддержания его высокоупорядоченной организации, активного транспорта веществ внутри клеток, из одних клеток в другие, из одной части организма в другую, для передачи нервных импульсов, передвижения организмов, поддержания постоянной температуры тела и для других целей.

3. Какие витамины вам известны? Какова их роль?

Ответ. Витамины — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная, в химическом отношении, группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Витамины содержатся в пище в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам.

Витамины -(от лат. vita -«жизнь» ) — вещества, которые требуются организму для нормальной жизнедеятельности.

Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов.

Они не являются для организма поставщиком энергии и не имеют существенного пластического значения.

Однако витаминам отводится важнейшая роль в обмене веществ.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организм наступают характерные и опасные патологические изменения.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека. Поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок. Исключение составляет витамин К, достаточное количество которого в норме синтезируется в толстом кишечнике человека за счёт деятельности бактерий.

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: недостаток витамина — гиповитаминоз, отсутствие витамина — авитаминоз, и избыток витамина — гипервитаминоз.

Известно около полутора десятков витаминов. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, F, K и водорастворимые — все остальные. Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются, а при избытке выводятся. Это с одной стороны объясняет то, что довольно часто встречаются гиповитаминозы водорастворимых витаминов, а с другой — иногда наблюдаются гипервитаминозы жирорастворимых витаминов.

Вопросы после §13

1. Какое строение имеет молекула АТФ?

Ответ. Нуклеотиды являются структурной основой для целого ряда важных для жизнедеятельности органических веществ. Наиболее широко распространёнными среди них являются макроэргические соединения (высокоэнергетические соединения, содержащие богатые энергией, или макроэргические, связи), а среди последних – аденозинтрифосфат (АТФ).

АТФ состоит из азотистого основания аденина, углевода рибозы и (в отличие от нуклеотидов ДНК и РНК) трех остатков фосфорной кислоты.

2. Какую функцию выполняет АТФ?

Ответ. АТФ – универсальный хранитель и переносчик энергии в клетке. Практически все идущие в клетке биохимические реакции, которые требуют затрат энергии, в качестве её источника используют АТФ. При отделении одного остатка фосфорной кислоты АТФ переходит в аденозиндифосфат (АДФ), если отделяется ещё один остаток фосфорной кислоты (что бывает крайне редко), то АДФ переходит в аденозинмонофосфат (АМФ).

3. Какие связи называются макроэргическими?

Ответ. При отделении третьего и второго остатков фосфорной кислоты освобождается большое количество энергии (до 40 кДж). Эту связь называют макроэргической (она обозначается символом ~). Связь между рибозой и первым остатком фосфорной кислоты макроэргической не является, и при её расщеплении выделяется всего около 14 кДж энергии.

АТФ + Н2О → АДФ + Н3РО4 + 40 кДж, АДФ + Н2О → АМФ + Н3РО4 + 40 кДж.

Макроэргические соединения могут образовываться и на основе других нуклеотидов. Например, гуанозинтрифосфат (ГТФ) играет важную роль в ряде биохимических процессов, однако АТФ является наиболее распространённым и универсальным источником энергии для большинства биохимических реакций, протекающих в клетке. АТФ содержится в цитоплазме, митохондриях, пластидах и ядрах.

4. Какую роль выполняют в организме витамины?

Ответ. Биологически активные органические соединения – витамины (от лат. vita – жизнь) совершенно необходимы в малых количествах для нормальной жизнедеятельности организмов. Они играют важную роль в процессах обмена, часто являясь составной частью ферментов.

Витамины обозначают латинскими буквами, хотя у каждого из них есть и название. Например, витамин С – аскорбиновая кислота, витамин А – ретинол и т. д. Одни витамины растворяются в жирах, и их называют жирорастворимыми (A, D, Е, К), другие – растворимы в воде (С, В, РР, Н) и соответственно называются водорастворимыми.

Как недостаток, так и избыток витаминов может привести к серьёзным нарушениям многих физиологических функций в организме.

► Сравните АТФ с ДНК и РНК. В чём их сходство и различия?

Ответ. Сходства: АТФ, ДНК и РНК состоят из нуклеотидов.

Различия: АТФ-нуклеотид, ДНК и РНК-полимеры, АТФ содержит лишь одно азотистое основание-аденин, а ДНК и РНК состоят из четырех. АТФ, в отличие от ДНК и РНК, содержит три остатка фосфорной кислоты.

Важные молекулы высокой энергии в метаболизме

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

459

Сложные процессы обмена веществ были бы невозможны без помощи определенных высокоэнергетических молекул. Основное назначение этих молекул — перенос либо неорганических фосфатных групп (Pi), либо гидридных (H ^— ) ионов. Неорганические фосфатные группы используются для создания высокоэнергетических связей со многими промежуточными продуктами метаболизма. Затем эти связи могут быть разорваны, чтобы получить энергию, тем самым управляя метаболическими процессами жизни. Гидрид-ионы могут переноситься от одного промежуточного продукта к другому, что приводит к чистому окислению или восстановлению промежуточного продукта. Окисление соответствует потере гидрида, а восстановление — получению гидрида. Некоторые восстановленные формы высокоэнергетических молекул, такие как НАДН и [ФАДН

2 ] могут отдавать свои электроны переносчикам электронов электрон-транспортной цепи (ЭТЦ), что приводит к образованию АТФ (только в аэробных условиях).

АТФ

АТФ (аденозинтрифосфат) содержит высокоэнергетические связи, расположенные между каждой фосфатной группой. Эти связи известны как связи фосфорного ангидрида.

Есть три причины, по которым эти связи являются высокоэнергетическими:

1. Электростатическое отталкивание положительно заряженных фосфатов и отрицательно заряженного кислорода стабилизирует продукты (АДФ + Р _и ) разрыва этих уз.
2. Стабилизация продуктов ионизацией и резонансом. По мере разрыва связей повышается стабильность из-за резонанса структуры этого продукта.
3. Энтропия увеличивается. Продукты обладают большей стабильностью, потому что существует большая энтропия; то есть больше случайности. 1 моль реагентов имеет большую энергию, чем 2 моля продуктов. В соответствии с 2 ^и законом термодинамики беспорядок предпочтительнее порядка.

АДФ

АДФ (аденозиндифосфат) также содержит высокоэнергетические связи, расположенные между каждой фосфатной группой. Он имеет ту же структуру, что и АТФ, но на одну фосфатную группу меньше. Те же три причины, по которым связи АТФ являются высокоэнергетическими, применимы и к связям АДФ.

НАД

⁺

НАД ⁺ (Никотинамидадениндинуклеотид (окисленная форма)) является основным акцептором электронов для катаболических реакций. Он достаточно силен, чтобы окислять спиртовые группы до карбонильных групп, в то время как другие акцепторы электронов (такие как [FAD]) способны окислять только насыщенные углеродные цепи от алканов до алкенов. Это важная молекула во многих метаболических процессах, таких как бета-окисление, гликолиз и цикл трикарбоновых кислот. Без НАД ⁺ вышеупомянутые процессы не могли бы произойти.

НАДН

НАДН (восстановленная форма) представляет собой НАД ⁺ , который принял электроны в форме ионов гидрида. НАДН также является одной из молекул, ответственных за передачу электронов ЭТЦ для запуска окислительного фосфоролирования, а также пирувата во время процессов ферментации.

НАДФ

⁺

НАДФ ⁺ (Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (окисленная форма)) является основным донором электронов для анаболических реакций.

НАДФН

Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (восстановленная форма)

Ссылки

1. Garrett, H., Reginald and Charles Grisham. Биохимия. Бостон: Twayne Publishers, 2008.
.
2. Рэйвен, Питер. Биология. Бостон: Twayne Publishers, 2005.
.

Задачи

1. Как называется высокоэнергетическая связь в АТФ и АДФ?
2. Что является основным донором электронов в анаболических реакциях.
3. Не глядя нарисуйте структуры АТФ, НАД+, НАДН, НАДФ+, НАДФН.
4. Какие свойства делают связь фосфорного ангидрида высокоэнергетической связью? (Подсказка: есть три причины)
5. Подумайте обо всех метаболических путях, найдите сходства и различия между этапами, в которых используется НАДН, и этапами, в которых используется НАДФН.

Авторы и ссылки

• Дарик Бенсон (UCD)

---

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Глава

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Версия лицензии

   4,0

   Показать страницу TOC

   № на стр.

2. Теги

   На этой странице нет тегов.

Соединения, богатые энергией; классификация; биологическое значение АТФ и циклического АМФ: Pharmaguideline

В клетке химические связи могут использоваться для хранения энергии, но не все химические связи обладают одинаковой энергией.

В клетке химические связи могут использоваться для хранения энергии, но не все химические связи обладают одинаковой энергией. Разорванная химическая связь может высвободить большее количество энергии, чем другие. Молекула фосфата состоит из трех атомов кислорода, присоединенных к одному атому фосфора (PO3). Он образует фосфатные связи с другими молекулами, когда они связаны вместе. Когда вы разрываете эту связь, высвобождается огромное количество энергии. Эти молекулы сами состоят из богатых энергией соединений. Клетки используют эти богатые энергией соединения в качестве топлива для биохимических реакций, требующих энергии. Молекулы, полученные из кофермента А, являются еще одним важным источником энергии. Например, ацетил-КоА имеет богатую серой тиоэфирную связь, а не фосфатную связь, поэтому он обеспечивает энергию. Энергии требуется ровно столько, чтобы образовать фосфатную связь в АТФ при расщеплении ацетил-КоА. Несмотря на то, что эти молекулы необходимы для всех типов метаболизма, они особенно важны для микробов, которые полагаются на анаэробный метаболизм (ферментацию), протекающий без доступа кислорода.

Классификация соединений, богатых энергией

Всего 5 типов

Фосфоангидриды — В фосфорной кислоте две молекулы соединяются, образуя соединение, называемое фосфоангидридами. Пример. В АТФ встречаются такие виды связей. Молекулярная структура АТФ состоит из двух высокоэнергетических молекул дифосфата (фосфоангидридные связи). Связь сложного эфира фосфорной кислоты между рибозой и фосфатом не такая энергоемкая, как связь сложного эфира фосфорной кислоты. В большинстве эндергонических реакций АТФ служит основным непосредственным источником свободной энергии. Пример — транспорт, мышечные сокращения и передача нервных импульсов. Протеосинтез и глюконеогенез зависят от ГТФ (гуанидинтрифосфата) в качестве источника энергии. Кроме того, UTP (трифосфат уридина) и CTP (трифосфат цитидина) являются источниками энергии, которые используются организмом для получения энергии из сахаридов и липидов.

Енолфосфатная связь — Существует полоса очень высокой энергии, которая высвобождает 61 кДж/моль при гидролизе. Во время ингликолиза глюкозы фосфоенолпируват образует такую ​​же связь, что и фосфоенолпируват.
Ацилфосфатная связь — При гидролизе эта связь дает 49 кДж/моль энергии. Этот тип связи возникает при ингликолизе 1-3 бисфосфоглицератов

Гуанидинфосфат — При присоединении фосфата к гуанидину образуется гуанидинфосфат. При гидролизе продукт высвобождает около 43 килоджоулей энергии. ФХ содержит тот же тип связи, что и фосфокреатин. Это вещество содержится в мышечных клетках и действует как запас энергии в тканях.

Тиоэфирная связь — В тиоэфирной связи нет богатого энергией фосфата, поэтому она не содержит много энергии. Ацетил-ко-А содержит этот тип связи.

Биологическое значение АТФ

Наиболее распространенным источником энергии для клеток является АТФ. Аденозинтрифосфат (АТФ) состоит из углерода, азота, водорода, кислорода и фосфора. В реакциях, когда АТФ подвергается гидролизу, выделяется большое количество энергии, поскольку она содержит нестабильные высокоэнергетические связи. Поскольку фермент удаляет фосфатную группу из АТФ с образованием АДФ, он генерирует значительное количество энергии, которая может использоваться клеткой для различных метаболических процессов. Белки, а также другие макромолекулы могут быть синтезированы с его помощью. При удалении второй фосфатной группы из АТФ образуется аденозинмонофосфат (АМФ), а также дополнительное выделение энергии. АМФ и АДФ добавляются обратно к фосфату с образованием АТФ, когда организму не требуется энергия, которая при необходимости гидролизуется. Следовательно, АТФ служит эффективным источником энергии для клеточных путей.

Циклический АМФ

Циклический АМФ играет ключевую роль в действии гормонов благодаря действию адреналина. Гормон «бей или беги» вырабатывается надпочечниками в ответ на стресс. В результате действия гормона повышается артериальное давление, а глюкоза расщепляется для получения энергии. Физическая активность помогает людям справляться с трудностями ситуации. В ответ организм демонстрирует высокое кровяное давление, учащенное сердцебиение и сухость во рту. За эти ответы ответственны биохимические реакции. Адреналин остается вне клеток на связанных с мембраной рецепторах, когда он связывается с ними. Аденилатциклаза производит циклический АМФ, вторичный мессенджер.

Ферментная система аденилатциклазы состоит из двух компонентов. Он катализирует аденилатциклазу, когда он связан с рецептором, связанным с гормоном, и когда с ним связывается и активируется регуляторный белок, стимулирующий G-белок (белок, связывающий гуанилатные нуклеотиды). В качестве посредника между рецептором и синтезом циклического АМФ важную роль играет G-белок. От гуанилатного нуклеотида, связанного с G-белками, зависит, активны они или неактивны. G-белок связывается с GDP, когда он неактивен. Как только G-белок становится активным, GTP связывается с ним. В G-белках GTP превращается в GDP за счет внутренней активности GTPase. G-белок становится неактивным после гидролиза GTP. G-белки цикличны:

• Гормоны связываются с рецепторами.
• Рецепторы, связывающие гормоны, связываются с G-белками, в результате чего ГТФ замещает ГДФ.
• Аденилатциклаза взаимодействует с GTP-связанным G-белком.
• При гидролизе GTP G-белок возвращается в основное состояние.

Различные G-белки могут увеличивать или уменьшать продукцию циклического АМФ путем стимуляции или ингибирования аденилатциклазы.

Например, циклический АМФ не влияет на гликогенфосфорилазу и гликогенсинтазу. Вместо этого циклический АМФ стимулирует активность протеинкиназы, что в конечном итоге вызывает реакцию в клетках.