Связи в соединениях макроэргические

Превращение 2-фосфоглицерата в фосфоенолпируват является второй реакцией гликолиза, в результате которой образуется соединение с макроэргической связью [c.53]

Лигазы (синтетазы). К этому классу относятся ферменты, катализирующие процесс синтеза органических соединений из двух молекул. Синтез идет с поглощением тепловой энергии, образующейся вследствие разрыва богатых энергий макроэргических связей АТФ. [c.63]

Ферментативное поглощение Oj, сопряженное с запасанием энергии, подразделяется на процессы, не связанные с фосфорилированием, и процессы, сопровождающиеся фосфорилированием. В первом случае окисление, сопряженное с запасанием энергии, не связано с трансформированием свободной энергии в форму макроэргических фосфатных связей. Известно, что в клетке существуют две универсальные формы энергии химическая и электрохимическая (АДн" )- Один из путей получения энергии в форме трансмембранного электрохимического градиента Н" связан с переносом электронов на О2. Энергия в этой форме может использоваться клеткой для совершения разного вида работы (см. рис. 27). Химическая энергия заключена в основном в соединениях, содержащих макроэргические фосфатные связи, и в первую очередь в молекулах АТФ. Но на промежуточных этапах катаболических процессов, связанных в конечном итоге с поглощением О2, образуются метаболиты, содержащие богатые энергией связи, например тиоэфирные ( -S —КоА). Эти соединения могут непосредственно обеспечивать энергией некоторые биосинтетические процессы. [c.345]

При распаде углеводов освобождается потенциальная химическая энергия, заключенная в питательных веществах. Эту энергию организм з той или иной степени может использовать. Аккумуляторами и переносчиками энергии являются макроэргические соединения. Энергия высвобождается при гидролитическом расщеплении макроэргических связей. Без фосфорилирования глюкоза не может подвергаться превращению в процессе дыхания, поэтому, для того чтобы придать ей такую способность, должно произойти фосфорилирование глюкозы. Для фосфорилирования необходимо затратить химическую работу, что осуществляется при переносе макроэргических фосфатных связей АТФ. Одна из молекул АТФ передает свой фосфатный радикал непосредственно глюкозе, а другая — фруктозо-6-фос-фату. Только после этого шестиуглеродная молекула углевода может быть расщеплена с образованием двух триоз. В последующих реакциях затраченные макроэргические связи образуются вновь. Первые две связи возникают в результате окисления фосфоглицеринового альдегида (реакция 7), а еще две связи — [c.160]

При разрыве макроэргических связей вследствие гидролиза освобождаются значительные количества энергии от 6 до 12 ккал моль так, например, в одном из наиболее биологически важном соединении, принимающем участие во всех обменах веществ, аденозинтрифосфорной кислоте (АТФ) [c.116]

МАКРОЦИКЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ - МАКРОЭРГИЧЕСКИЕ СВЯЗИ [c.521]

Никотинамидное кольцо НАД-Нг и изоаллоксазиновое кольцо ФАД расположены в параллельных плоскостях, так что атом азота никотинамида лежит против 2-го атома углерода рибофлавина. Неорганический фосфат соединен с двумя коферментами водородной связью, идущей к МНг-группе никотинамидного кольца. Атом водорода переносится от 4-го атома углерода никотинамидного кольца к атому азота ФАД, занимающему 10-е положение. Одновременный перенос электрона от атома азота никотинамида к С = 0-группе ФАД придает атому азота никотинамида положительный заряд, а С = О-группе ФАД — повышенную электронную плотность. Благодаря положительному заряду атом азота никотинамида притягивается к отрицательно заряженному кислородному атому фосфатного иона с образованием электростатической связи I. Электрон, перенесенный к С = 0-группе, стремится образовать связь 11. В результате возникновения этих двух связей образуется ФАД-Нг Ф. Фосфорилированный ФАД-На представляет собой макроэргическое соединение, которое может фосфорилировать АДФ либо непосредственно, либо в ходе последующего окисления. Согласно изложенной теории, разобщение фосфорилирования и дыхания, а также индуцирование АТФ-азы динитрофенолом обусловлены конкуренцией между ДНФ и 0 неорганического фосфата за четвертичный азот никотинамидного кольца. Эта конкуренция препятствует образованию ФАД-Нг- Ф. Теория Грабе дает удовлетворительное объяснение для структурных потребностей фосфорилирования в дыхательной цепи. Однако, взятая в совокупности со всем механизмом 2-го типа, эта теория не согласуется с данными о том, что способные к восстановлению компоненты дыхательной цепи, по-видимому, не являются промежуточными продуктами в реакциях фосфорилирования. [c.253]

Значение разнообразных соединений, богатых энергией, т. е. имеющих в своих макроэргических связях аккумулированную энергию для совершения биохимических процессов, огромно. [c.95]

Связи, при гидролизе которых изменения свободной энергии системы составляют более 30 кДж/моль, в биохимии называют макроэргическими и обозначают знаком (тильда), а соединения, обладающие такими связями, — макроэргами. [c.191]

Различают экзоэргические реакции, протекающие с уменьшением свободной энергии, и эндоэргические, сопровождающиеся ее поглощением. В биоэнергетическом отношении в живых организмах имеет значение только свободная энергия. При биохимических процессах, как правило, свободная энергия, содержащаяся в исходных веществах, полностью не используется, так как часть ее остается во вновь образованных при реакциях соединениях. Так, освобождающаяся при окислении различных органических соединений свободная энергия может большей своей частью связываться некоторыми высоко-эргическими соединениями. Эти вещества участвуют в ряде разнообразных специфических биохимических процессов, выполняя роль ((резервной и транспортной формы энергии. В высокоэргических соединениях энергия распределена не равномерно, а сконцентрирована в отдельных связях молекул. Эти связи В. А.Энгельгардтназвал макроэргическими связями. Макроэргическими связями богаты различные эфиры фосфорной кислоты полифосфаты и пирофосфаты [c.94]

Эти соединения характеризуются тем, что по крайней мере одна из входящих в состав молекулы групп имеет высокий энергетический потенциал. При переносе этой группы происходит разрыв связи, соединяющей ее с молекулой, что приводит к резкому уменьщению свободной энергии, заключенной в молекуле химического соединения. Такие связи называются высокоэнергетическими, или макроэргическими. Присоединение группы с высоким энергетическим потенциалом к молекуле-акцептору повыщает уровень ее свободной энергии, переводя таким образом молекулу в активированную форму, в которой это соединение может участвовать в биосинтетических реакциях. [c.98]

Аденозинтрифосфорная кислота состоит из остатка азотистого основания аденина, соединенного с остатком углевода — рибозы и с тремя остатками фосфорной кислоты. Она имеет две макроэргические фосфатные связи. [c.23]

Трансформация энергии окисления органических соединений в макроэргические связи АТФ в аэробных условиях происходит преимущественно путем окислительного фосфорилирования. Свободная энергия, необходимая для образования АТФ, генерируется в дыхательной окислительной цепи митохондрий (15.3.2). [c.192]

Необходимо уметь использовать знания о биологическом окислении и механизмах синтеза макроэргических соединений для объяснения механизма дыхания, его связи с питанием и анализа патологических состояний, возникающ,их при различных типах гипоксий. [c.111]

В какой мере эти необычайные свойства динамических организаций зависят от их химического состава Такая зависимость, конечно, существует — ведь нельзя представить себе развитие жизни, если исходное вещество представляет собой, например, только водород или водород и кислород и т. д. Дж. Уорд рассмотрел вопрос о том, почему живое вещество базируется главным образом на элементах второго и третьего периодов системы Менделеева. Как известно, необходимых для жизни элементов всего 16 и все они имеют небольшую массу атома. Особую роль играют четыре элемента водород, кислород, азот и углерод (на них приходится 99% массы живых тканей организма), а так Же сера и фосфор. Атомы Н, О, N. С приобретают стабильные конфигурации, присоединяя 1, 2, 3 и 4 электрона — это обусловливает и разнообразие образуемых ими химических связей. Важно, что наряду с простыми указанные элементы способны образовать и кратные связи, а также длинные цепи. Сера и фосфор, имеющие З -орбитали, способны к образованию более четырех ковалентных связей, причем их прочность не слишком велика и допускает реакции обмена. Фосфорные соединения являются, акку улятора-ми энергии, и именно они играют важнейшую роль в передаче богатых макроэргических групп и сохранении запасов энер гии. [c.346]

Величины свободной энергии гидролиза макроэргических фосфатных связей АТФ я других соединений могут изменяться в зависимосги от температуры, реакции среды, концентрации в. ней ряда веществ и от некоторых других факторов. При различных условиях измерения величина свободной энергии гидролиза АТФ колебалась от 7,0 до 12,5 ккал на 1 моль. Однако при физиологических значениях pH и обычных концентрациях неорганического фосфата, АТФ и АДФ в клетках живых организмов AF для АТФ составляет около 12 ккал на 1 моль. [c.23]

Лигазы, или синтетазы, — большая группа ферментов, которые ускоряют синтез сложных органических соединений из более простых. В связи с тем, что реакции синтеза требуют затрат значительного количества энергии, активность лигаз проявляется лишь в присутствии аденозинтрифосфорной кислоты или других макроэргических соединений. [c.71]

Химические связи, гидролиз которы.ч. характеризуется значениями А(Р порядка —30 кДж/моль и выше (по абс0лют1юму значению), в био.химии часто называют макроэргическими связями. Естественно, что к и.х числу относят и пирофосфатные группы в нуклеозидтрифосфатах, в том числе и АТФ. Сами соединения, обладающие такими связями, называют макроэргами. [c.345]

Бисфосфоглицерат представляет собой высокоэнергетическое соединение (макроэргическая связь условно обозначена знаком тильда ). Механизм действия глицеральдегидфосфатдегидрогеназы сводится к следующему в присутствии неорганического фосфата НАД выступает как акцептор водорода, отщепляющегося от глицеральдегид-З-фосфата. В процессе образования НАДН глицеральдегид-З-фосфат связывается с молекулой фермента за счет 8Н-груип последнего. Образовавшаяся связь богата энергией, но она непрочная и расщепляется иод влиянием неорганического фосфата, ири этом образуется 1,3-бисфосфоглицериновая кислота. [c.331]

Именно связь между второй и третьей фосфатной группой нуклеотида особенно богата химической энергией — это так называемая макроэрги-ческая связь. Соединения, содержащие такую связь, именуются богатыми энергией, или макроэргическими, фосфатами. [c.77]

В биохимической литературе часто употребляют термин ма-кроэргические связи . Понятия макроэргические соединения и макроэргическая связь не следует смешивать с обычным понятием энергии связи, под которой в химии понимают величину затраченной работы, необходимую д ш разрыва в молекуле связи между двумя атомами. С этой точки зрения тер.мии макроэргические связи не отражает сущности явления, так как здесь имеет место не энергия связи в строгом химическом смысле слова, а изменение свободной энергии, сопровождающее реакцию переноса, т, е. разность между величиной свободной энергии продуктов реакции и величиной свободной энергии компонентов. Разберем это на примере АТФ. [c.237]

Биологическое окисление сопровождается фосфорилированием. К аденозиндифосфорной кислоте (АДФ), одному из важнейших ферментов клетки, присоединяется группа Р04 и образуется адено-зинтрифосфорная кислота (АТФ). В процессе образования АТФ возрастает потенциальная энергия этого соединения до 80 ккал/моль, которая затем расходуется при разрыве макроэргических фосфатных связей. [c.256]

Внутренняя часть, ограниченная внутренней мембраной, представляет собой изолированную зону. Однако структурные единицы внутренней мембраны, которые называют транслоказными единицами , способны к активному переносу ионов двухвалентных металлов и фосфата через мембрану в эту зону. Предполагается, что транслоказа приводится в действие за счет энергии какого-то макроэргического соединения. Работа траислоказы в активном переносе заключается в таком обратимом изменении конфигурации, что ионы двухвалентных металлов (магний), захваченные внешней поверхностью мембраны, вследствие ее обращение оказываются уже на внутренней стороне там связь между транс-локазой и ионом нарушается, и ион переходит к фосфатным группам фосфолипида, составляющего обязательный компонент мембраны. [c.390]

Как показано на схеме 1, аминокислота взаимодействует с т-РНК за счет карбоксильной группы. Образующаяся связь относится к числу макроэргических. Перед тем как возникает пептидная связь, карбоксильная группа должна освободиться. Предполагают, что выделяющаяся энергия при этом и используется для образования пептидной связи. Синтезу этого соединения, который показан на схеме 2, предшествует взаимодействие аминокислоты с АТФ, катализируемое ферментом аминоацетилсинтетазой. В результате отщепляется пирофосфатный фрагмент и образуется соединение, в котором содержится одна макроэргическая связь [c.392]

На последнем этапе превращения енолпировиноградной кислоты в фосфоенолпировиноградную кислоту должно, очевидно, произойти фосфорилирование с образованием макроэргической фосфатной связи. В этой реакции принимает участие иноэин-трифосфорная кислота, или инозннтрифосфат (сокращенно ИТФ), соединение, построенное аналогично АТФ или УТФ и имеющее две макроэргические фосфатные связи. В отличие от АТФ в состав ИТФ в качестве азотистого основания входит гипоксантин. Схема строения ИТФ приведена ниже [c.163]

МАКГОЭРГИЧЕСКАЯ ФОСФАТНАЯ СВЯЗЬ. Когда физикохимики говорят о связях, обладающих высокой энергией, они обычпо имеют в виду довольно устойчивые связи. Биохимики же нередко называют макроэргиче-ской связь, которая пе отличается высокой прочностью и легко освобождает энергию в процессе реакции с другими соединениями. Многие биологические молекулы обладают такими макроэргическими фосфатными связями, т. е. большой отрицательной величиной АС гидролиза (см. табл. 24-3). [c.371]

К соединениям, обладающим макроэргическими связями, кроме АТФ, относятся также УТФ, ЦТФ, ГТФ, ТТФ, креатинфосфат, некоторые тиоэфиры (например, ацил-КоА), фосфоенолпируват, 1,3-дифосфаглицерат и некоторые другие соединения. Однако образование этих макроэргических соединений в большинстве случаев зависит от энергии, поставляемой АТФ. [c.191]

Начало биохимическому подходу к изучению обмена веществ было положено исследованиями катаболизма и в особенности дыхания и брожения. При этом биохимики условились при изучении окислительно-восстановительных потенциалов обозначать окислительный потенциал как - -ие, тогда как физикохимики обычно обозначают окислительный потенциал как —ае. Подобным же образом, в термодинамике биохимиков интересует теплота сгорания тех или иных соединений и в качестве исходных продуктов они рассматривают продукты полного сгорания (СО2 и Н2О). Для физикохими-ков же исходным состоянием является состояние элементов при стандартных условиях. Таким образом, макроэргические соединения обладают сравнительно большой теплотой сгорания, но сравнительно малой теплотой образования. В этом смысле жиры и углеводы— это макроэргические соединения. Однако Липман использовал свой термин только применительно к тем соединениям, при гидролизе которых происходит значительное изменение свободной энергии. Поскольку, как оказалось, современные методы дают более низкие значения для свободной энергии гидролиза, в настоящее время наибольшее внимание уделяется ангидридосоединениям. Проблема анаболизма в значительной степени является проблемок создания ангидридных связей в водном окружении клетки. Процесс окислительного фосфорилирования, при котором из АДФ и неорганического фосфата (Фн) образуется АТФ, рассматривается в гл. 5, но здесь мы хотим обратить внимание читателя на возможное значение окислительного фосфорилирования в липидных мембранах митохондрий. [c.89]

В прямой зависимости от пирофосфатпой связи, то следовало бы ожидать, что расщепление АТФ с образованием орто- и пирофосфатов будет сопровождаться одинаковым изменением свободной энергии и что неорганический пирофосфат представляет собой макроэргическое соединение. Но стандартная свободная энергия гидролиза пирофосфата составляет только —3,8 ккал. Последствия термодинамических различий между отщеплением от АТФ орто- и пирофосфата особенно четко вырисовываются при сравнении синтеза синтетических полирибонуклеотидов и дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Образование синтетических полирибонуклеотидов сопровождается отщеплением ортофосфата от нуклеозиддифос-фата эта реакция легко обратима. Синтез же ДНК сопровождается отщеплением пирофосфата от дезоксинуклеозидтрифосфата, и эта реакция обратима с трудом. [c.94]

При разработке ацетатной гипотезы биосинтеза фенольных соединений Колли и Бэрч исходили из чисто химических представлений. Б живых же организмах необходима предварительная активация ацетата. Она достигается присоединением карбоксильной группы ацетата к коферменту А с образованием ацетил-кофермента А (ацетил-КоА), который содержит макроэргическую тиоэфирную связь. Ацетил-КоА при участии карбоксилазы аце-тил-кофермепта А в присутствии и АТФ присоединяет СОа с образованием малонил-КоА (Goodwin, 1960). [c.162]

В молекулах аденозинди( юсфата и аденозинтри( юсфата ангидридная связь остатков фос( юрной кислоты чрезвычайно богата энергией. При гидролитическом расщеплении этих макроэргических связей энергия освобождается. Если простая сложноэфирная связь содержит запас энергии в 2000—3000 кал, то макроэргические связи содержат около 10 ООО—16 ООО кал. Соединения, содержащие макроэргические связи, в частности аденозиндифосфорная кислота и аденозин-трифос( )орная кислота, играют важную роль в обмене веществ. Большое значение этих соединений сязано с тем, что в макроэргических связях аккумулируется энергия, освобождающаяся при различных реакциях, происходящих в процессе дыхания и брожения. Под влиянием соответствующих ферментов фосфатные и другие группы, содержащие макроэргические связи, могут быть перенесены на другие вещества. Таким образом, энергия, накопившаяся в макроэргических связях, может быть использована далее в обмене веществ. [c.606]

Установлено, что энергия, выделяющаяся при экзергониче-ских реакциях окисления веществ, если ока не превращается сразу в тепловую,. переходит в особый вид химической энергии. Такой специфической формой энергии является энергия так называемых макроэргических фосфатных связей аденозинтри-фосфорной кислоты (АТФ) и других макроэргических соединений. Первая, наиболее важная стадия превращения энергии в живых организмах — расходование свободной энергии, выделяющейся при расщеплении веществ для образования макроэргических фосфатных связей. [c.21]

Что же такое макроэргические фосфатные связи и макроэр-гические соединения В клетках живых организмов находится много различных эфиров фосфорной кислоты. Эти соединения можно разделить на две основные группы. У первой группы величина свободной энергии гидролиза фо сфатной связи колеблется от 0,8 до 3,0 ккал на 1 моль. К этой группе относят глицерофосфат, 3-фосфоглицериновую кислоту, глюкозо-6-фосфат, фруктозо-6-фосфат и некоторые другие соединения. Иногда такие [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология