Эндергонический процесс

Сопряжение химических реакций в открытой системе делает возможным протекание эндергонических реакций, запрещенных в замкнутых системах, так как при этих реакциях возрастает свободная энергия. Мы уже встречались с такого рода процессами — в частности, при образовании белковых цепей. Образование каждой пептидной связи происходит с выделением одной молекулы воды. Так как в клетке вода содержится в избытке, должна превалировать обратная реакция гидролиза пептидных связей. Но, как мы видели, поликонденсация сопряжена с экзергонической реакцией расщепления АТФ (см. гл. 8), и функция диссипации в целом положительна. Сопряжение эндергонических процессов с гидролизом АТФ имеет общее значение в биологии. Посредством сопряжения реализуется универсальная роль АТФ как донора свободной энергии, необходимой для протекания эндергонических процессов. Если бы клетки и организмы были изолированными системами, АТФ не могла бы играть этой роли. [c.316]

Аминокислоты фигурируют в клетке в свободном виде. Их прямая поликонденсация является эндергоническим процессом — она сопровождается увеличением свободной энергии примерно на 12 кДж/моль при образовании пептидной связи. В клетке поликонденсация аминокислот сопряжена с экзергонической реакцией дефосфорилирования АТФ (см. с. 40). Аминокислота вступает в реакцию биосинтеза в активированной форме [c.263]

В клетках живых организмов эндергонические реакции, связанные с затратой энергии, идут за счет химической энергии, освобождаемой при экзергоническом расщеплении молекул углеводов, жиров, белков и других веществ. Основные ироцес-сы требующие затрат энергии, — биосинтез более сложных молекул из более простых, выполнение механической работы (например, при сокращении мышцы), накопление веществ или их активный перенос против градиента химического потенциала , для растительных организмов главные реакции, протекающие с затратой энергии, — синтетические процессы. Экзергоническне и эндергонические процессы в клетках тесно взаимосвязаны, и-в большинстве случаев усиление синтетических реакций требует усиления процессов распада веществ, при которых выделяется энергия, необходимая для синтеза веществ. [c.18]

Как отмечалось выще, в клетках живых организмов имеет место сопряжение эндергонических и экзергонических процессов. Такое сопряжение возможно, если оба процесса имеют хотя бы одно общее промежуточное соединение и суммарный процесс характеризуется отрицательным значением А(7°. Например, синтез сахарозы является эндергоническим процессом и не протекает самопроизвольно. Сопряжение этой реакции с экзергонической реакцией гидролиза АТФ через связующее промежуточное соединение — глюкозо-1 -фосфат — приводит к тому, что суммарный процесс имеет А < 0 [c.316]

Е. Реакции множественного замещения и сопряжение реакций расщепления АТР с эндергоническими процессами [c.132]

Фосфорилирование АДФ является эндергоническим процессом и требует источника энергии. Как отмечалось ранее, в природе преобладают два таких источника энергии — это солнечная энергия и химическая энергия восстановленных органических соединений. [c.191]

Важнейшим этапом в эволюции биосферы можно считать появление способности к принципиально новому типу автотрофной ассимиляции СО-. — фотосинтезу. Процесс фотосинтеза отличается от фоторедукции по целому ряду признаков в качестве донора водорода, идущего на восстановление СО2, используется вода восстановление углекислого газа сопряжено с выделением кислорода продуктами фотосинтеза являются преимущественно углеводы, а не органические кислоты и аминокислоты. Способностью к фотосинтезу обладают водоросли и выс-щие растения. Продуктивность фотосинтеза у них выше масштабов потребления ассимилятов, и поэтому часть из них (углеводы) может откладываться в виде запасных веществ. В темноте они расходуются в процессе дыхания, поддерживая потребности клеток в метаболитах и энергии. Можно считать, что появление фотосинтеза и накопление кислорода в атмосфере привело к возникновению дыхания. Водоросли оказались в гораздо более выгодном положении по сравнению с бактериями, осуществляющими фоторедукцию. Первые удовлетворяли свои потребности в энергии и метаболитах для осуществления биосинтезов и других эндергонических процессов на свету за счет фотосинтеза, а в темноте — за счет дыхания. Развитие же вторых находится в полной зависимости от освещения и не может нормально [c.19]

Повышение интенсивности фотосинтеза под влиянием фосфорных удобрений тоже может быть вызвано прямым и косвенным действием. Прямое определяется тем, что остатки фосфорной кислоты входят в состав акцептора СОа и промежуточных продуктов фотосинтеза. Кроме того, с помощью световой энергии из неорганического фосфата и АДФ синтезируется аденозинтрифосфат (АТФ), участвующий в реакциях восстановления углекислого газа и в осуществлении других эндергонических процессов (т. е. не осуществляющихся самопроизвольно) в хлоропластах. Косвенное заключается в том, что фосфаты входят в состав фосфатидов и фосфопротеидов, [c.126]

Молекулы АТФ переносят полученную за счет питательных веществ или солнечного света свободную энергию от центров дыхания или фотосинтеза во все участки клетки, обеспечивая осуществление всех эндергонических процессов, связанных с синтезом более сложных молекул. [c.159]

Фотосинтез зеленых растений (эндергонический процесс) [c.374]

Таким образом, аккумуляторами и источниками энергии в биосистемах являются ангидриды фосфорной кислоты, в результате сопряжения реакций гидролиза которых с эндергоническими процессами обеспечивается протекание анаболических процессов в живой природе. [c.318]

СОПРЯЖЕНИЕ ЭНДЕРГОНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С ЭКЗЕРГОНИЧЕСКИМИ [c.112]

Свободная энергия (АС) — это та часть энергии, которая может быть превращена в работу. При протекании химических реакций в живом организме самопроизвольно идут те процессы, в которых изменение свободной энергии будет отрицательным (—ДС). Такие процессы называются экзергоническими. Процессы, для которых ЛО является величиной положительной, называются эндер-гоническими. Эти процессы не могут происходить самопроизвольно. При протекании эндергонических процессов необходим приток энергии извне. [c.92]

Во-вторых, на изучение энергетического сопряжения реакций в сложных каталитических системах с целью осуществления некоторых практически важных эндергонических процессов, протекающих с увеличением термодинамического потенциала. При этом станут возможными многие реакции, термодинамически невероятные в изолированных системах. [c.26]

Эндергонические процессы — это процессы, поглощающие свободную энергию и приводящие к росту АХр р и АРу ., это процессы с отрицательным сродством. [c.126]

Для предсказания направления процесса удобно пользоваться измерением изменения свободной энергии системы (АО). Свободная энергия — это та часть общей энергии системы, которая может быть превращена в работу. В условиях, когда температура, давление-и объем системы постоянны, что имеет место, например, при протекании химических реакций в разбавленных водных растворах и в живом организме, самопроизвольно будут идти те процессы, которые ведут к уменьшению свободной энергии в системе, т. е. процессы, в которых изменение свободной энергии будет отрицательным (—АС). Такие процессы называются экзергоническими. Процессы, для которых АО является величиной положительной, называются эндергоническими,. Эти процессы не могут происходить самопроизвольно. Для протекания эндергонических процессов в системе необходим приток энергии извне. [c.78]

Наконец, энергия в форме А Хд-ь не содержится в виде определенных порций, как это имеет место в молекуле АТФ. При гидролизе макроэргической фосфатной связи АТФ освобождается определенное количество энергии АОо = —31,8 кДж/моль). Если для сопряженного эндергонического процесса требуется меньшее. количество энергии, остальная часть рассеивается в виде тепла. При использовании энергии в форме трансмембранного потенциала потерь, обусловленных запасанием энергии в виде порций, не происходит. С этим связано и еще одно преимущество при использовании клеткой энергии в форме Ам-н+ не существует нижнего порога для его образования. Для синтеза АТФ необходима разность окислительно-восстановительных потенциалов порядка 200 мВ. Ниже этого порогового значения АТФ не может быть синтезирован. Для образования энергии в форме трансмембранного потенциала подобных ограничений нет. Поэтому энергия трансмембранного потенциала может образовываться и потребляться клеткой в условиях, когда синтез АТФ невозможен. [c.91]

Другие реакции фосфорилирования и активации и эндергонические процессы [c.115]

Введение 111 Биомедицинское значение 111 Свободная энергия и законы термодинамики 111 Сопряжение эндергонических процессов с экзергоническими 112 Роль высокоэнергетических фосфатов в биоэнергетике и в процессах улавливания энергии 113 Метаболизм пирофосфата 116 Литература 117 [c.377]

Каким образом потенциальная энергия, освобождающаяся при окислении веществ, содержащихся в пище, используется для реализации множества процессов, протекающих в живой клетке с потреблением энергии Среди таких процессов назовем только синтез сотен новых видов молекул, накопление в клетке неорганических ионов и органических соединений (против градиентов концентрации) и осуществление механической работы. Простая аналогия между сжигающими пищу животными и тепловыми машинами, сжигающими топливо, оказывается неприемлемой, так как тепловая энергия не может быть использована для полезной работы при постоянной температуре. Выяснение биологического пути решения этой проблемы, заключающегося в сопряжении окисления углеводов и жиров с синтезом одного соединения, аденозин-трифосфата (гл. 10, 12 и 13), и в последующем использовании энергии этого соединения практически для всех эндергонических процессов, является кардинально важным для понимания функционирования живых клеток. [c.16]

Стандартная свободная энергня ДС° образования АТР в этой реакции составляет около +8400 кал/моль. При 37 °С, pH 7,4 и обычных биологических концентрациях ADP и Pj фактически требующаяся свободная энергия AG равна 12 ООО кал/моль. Энергня АТР в свою очередь может утилизироваться клеткой для проведения всех известных эндергонических процессов, таких, как химические синтезы, транспорт ионов и механическая работа. [c.328]

Как ул е отмечалось ранее, в клетках имеются механизмы, посредством которых свободная энергия, освобождающаяся в результате окислительно-восстановительных реакций, может быть использована для осуществления эндергонических процессов. В основном это совершается путем запасания этой энергии в форме особого класса соединений, большинство из которых является ангидридами фосфорной кислоты. [c.344]

Энергия гидролиза АТФ, в свою очередь, используется для обеспечения разнообразных эндергонических процессов (см. рис. 6.3). [c.228]

Аденозинтрифосфат. Сложное соединение, встречающееся в клетках живого организма, которое наряду с выполнением прочих функций переносит фосфатные группы ( фосфорилирование ). Сокращенное название — АТФ. В живых системах экзергониче-скнй гидролиз АТФ нередко сопряжен со второй эндергонической реакцие . Энергпя, которая освобождается при гидролизе АТФ, запускает эндергонический процесс. Вот почему АТФ относят к макроэргическим соединениям, которые запасают химическую энергию, необходимую для протекания многих биологических процессов. [c.194]

Присутствие гидразина блокирует окисление гидроксиламина (ЫНгОН) и приводит к накоплению этого промежуточного соединения [уравнение (10-26)]. Окисление иона аммония молекулой Ог в гидр-оксиламин является эндергоническим процессом с ДО (pH 7) = = 16 кДж-моль и не может обеспечивать клетку энергией. С другой стороны, окисление гидроксиламина в нитрат за счет Ог является высоко экзергонической реакцией с АО (pH 7)=—228 кДж-моль . Соответствующие электродные потенциалы для двух- и четырехэлектронных стадий окисления указаны в уравнении (10-26). Как можно видеть, на второй стадии в цепь переноса электронов поставляются четыре электрона примерно с потенциалом флавопротеида. На каждые два электрона должны синтезироваться две молекулы АТР, так что полная реакция даст четыре молекулы АТР. [c.427]

Синтетические процессы в клетках — синтез белков, нуклеиновых кислот, пуринов, пиримидинов, липидов, сахаров и др. представляют собой, как правило, эндергонические процессы, т.е. процессы, требующие затраты свободной энергии. Биосинтез осуществляется в открытой термодинамической системе— клетке в результате сопряжения с экзергоническими процессами гидролиза АТФ и окисления НАД-Н, НАДФ-Н и ферредоксина, в ходе которых освобождается энергия. Б конечном счете восстановленные коферменты также возникают за счет АТФ — наиболее универсального аккумулятора энергии (глюкоза фосфорилируется АТФ). Основные биосинтетические реакции идут с участием ферментов киназ или синтетаз. [c.108]

Энергия в форме Арн+ не содержится в виде определенных порций, как это имеет место в молекуле АТФ. При гидролизе макроэргической фосфатной связи АТФ освобождается определенное количество энергии = -31,8 кДж/моль). Если для сопряженного эндергонического процесса требуется меньщее количество энергии, остальная часть рассеивается в виде теплоты. При использовании энергии в форме трансмембранного потенциала потерь, обусловленных запасанием энергии в виде порций, не происходит. [c.105]

Превращение метаболита А в метаболит В сопровождается выделением свободной энергии. Оно сопряжено с другой реакцией—превращением метаболита С в метаболит D, которое может происходить лишь при поступлении свободной энергии. В случае когда энергия, выделяющаяся при распаде одного соединения, используется (не в форме теплоты) для синтеза другого соединения, соответствующие реакции уже нельзя характеризовать химическими терминами экзотермические и эндотермические . Правильнее называть их экзергоническими и эндергоническими реакциями эти термины показывают, что реакция сопровождается уменьшением свободной энергии или ее увеличением независимо от формы, в которой передается энергия. На практике эндергонический процесс не может протекать изолированно. Он должен быть компонентом сопря- [c.112]

Хотя клетки используют освобождающуюся в процессе катаболизма энергию в сопряженных эндергонических процессах синтеза анаболизм), а также запасают ее в синтезированных продуктах, все же какая-то часть энергии непрерывно рассеивается в виде тепла вследствие неидеального сопряжения между биохимическими реакциями, при переходе химргаеской энергии в другие формы энергии (например, в механическую или электрическую) и т. д. В результате энтропия биосферы возрастает. Это — следствие второго закона термодинамики для любой замкнутой системы. Таким образом, жизнь на Земле неизбежно должна была бы прекратиться, не будь непрерывного притока лучистой энергии извне и фотосинтеза, который использует эту энергию. [c.314]

Окисление — процесс экзергонический и в обычных условиях протекает в сторону завершения. Фосфорилирование —эндергоническая реакция— и в таких условиях практически идти не может. В суммарной же ферментативной реакции эндергонический процесс сопряжен с экзергоническим, и энергия, выделяемая при окислении, запасается 1,3-дифос-фоглицератом в форме химической энергии. Далее происходит перенос фосфатной группы с 1,3-дифосфоглицерата на АДФ [c.420]

Все биолопиеские процессы связаны с потреблением энергии, поэтому биологам приходится изучать различные реакции, способные служить источником этой энергии. Реакции, при которых энергия высвобождается, называются экзотермическими или экзергоническими, а реакции, в которых энергия расходуется, называются эндотермическими или эндергоническими. Процессы синтеза (анаболические процессы) принадлежат к эндерго-ническим (примером может служить фотосинтез), а процессы распада (катаболические процессы) — к экзер-гоническим (примером может служить дыхание). Совокупность катаболических и анаболических реакций, протекающих в клетке в любой данный момент, составляет ее метаболизм. [c.369]

Путями отвлечения энергии, не использованной на процессы размножения при развитии на средах с парафином, часто являются — усиливающийся липогенез и интенсификация биосинтеза вторичных метаболитов (Бехтерева, 1973). Кроме того, на среде с углеводородами отмечен такой эндергонический процесс, как гетеротрофная фиксация углекислоты (Уваров и др., 1970 Веселов и др., 1970 Позмогова, Миллер, 1973). [c.89]

Анаболические превращения (от греч. anabole — подъем) направлены на образование и обновление структурно-функциональных компонентов клетки, т. е. на синтез сложных биомолекул (коферменты, гормоны, белки, нуклеиновые кислоты и др.) из более простых. Это восстановительные, эндергонические процессы, протекающие с увеличением свободной энергии. [c.312]

Так как в каждой стадии эволюции должны происходить изменения природы центров катализа, основное значение среди которых имеют эндергонические процессы, поглощающие энергию базисной реакщи, то повышение температуры будет благоприятно для осуществления таких превращений как в смысле возрастания термодинамической константы равновесия /Са, так и в смысле увеличения скорости самого превращения. Поэтому температурные условия саморазвития каталитических систем, вытекающие из наиболее благоприятных кинетических условий осуществления эволюционных превращений центров катализа, акже требуют оптимальной температуры, лежащей при Г>0°К. [c.123]

Следствие 3. Эволюционные изменения в каталитических системах должны быть преимущественно эндергоническими процессами, пЬ-глощающнми энергию экзергонической базисной реакции. [c.137]

Растения с антоциановой пигментацией характеризуются более интенсивной транспирацией. Поглощенная антоцианамн световая энергия влияет иа внутренние эндергонические процессы растения, изменяя обмен веществ. Антоциановые растения по сравнению с зелеными отличаются повышенным содержанием растворимых углеводов и понин<енным —белкового азота. [c.383]

Альтернативный механизм сопряжения экзерго-нического и эндергонического процессов состоит в синтезе соединения с высоким энергетическим потенциалом в ходе экзергонической реакции и после- [c.112]

Цель этой и следующей главы состоит в том, чтобы описать, каким образом происходит окисление веществ пищи молекулярным кислородом, а свободная энергня окнслення становится доступной для эндергонических процессов в живых клетках. [c.330]

Обратимся теперь к механизму, при помощи которого экзергони-ческая реакция может заставлять идти эндергонический процесс. Рассмотрим синтез сложного эфира и гидролиз АТР до АМР и РР . [c.350]

Доля суммарной AG при окислении глюкозы или другого метаболического топлива, используемая для синтеза АТР, позволяет судить об истинной эффективности процесса клеточного дыхання, целью которого является снабжение энергией эндергонических процессов. AG° синтеза АТР составляет около +8400 кал/моль. В физиологических условиях истинное значение АО превыщает + 12 000 кал/моль. Так как для полного окисления 1 моля глюкозы Л0°=—686 000 кал, этот процесс может потенциально дать энергию для синтеза / 50 молей АТР из ADP и Р,- (в гл. 12 показано, что действительный результат составляет 38 молей АТР на 1 моль глюкозы). Если при окислении молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТР, то весь процесс окисления должен быть разделен на много более мелких стадий. О том, как это происходит, говорит- Ся в гл. 12. [c.352]

Важнейшее значение процессов окисления углеводов и жирных кислот состоит в том, чтобы сделать доступной для клеток выделяющуюся свободную энергию окисления путем ее преобразования в форму, физиологически пригодную для использования в клеточных эндергонических процессах, а именно в форму АТР. Окисление молекулы NADH одним атомом кислорода в митохондриях сопряжено с чистым выходом трех молекул АТР, т. е. отношение Р/0 или Р/2е равно трем. Поскольку окисление субстратов, отда- [c.437]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология