АТР как переносчик фосфата

Экспериментально доказано существование по крайней мере трех индивидуальных переносчиков, катализирующих электронейтральный обмен фосфата на анионы дикарбоновых кислот, а-кетоглутарата — на анионы дикарбоновых кислот и анионов трикарбоновых кислот — на анионы дикарбоновых кислот. С участием специфических переносчиков осуществляется транспорт неорганического фосфата и глутамата в митохондриях. Субстратом переносчика фосфата в митохондриях является моноанион фосфорной кислоты, и распределение фосфата по обе стороны мембраны зависит от величины градиента pH. Таким образом, градиент pH, генерируемый на мембране в результате работы дыхательной цепи или АТФ-азы митохондрий, реализуется в градиент концентрации фосфата, а последний, в свою очередь, является движущей силой в перераспределении анионов ди- и трикарбоновых кислот. [c.447]

В первом опыте в качестве переносчика фосфата изучался красный клевер. С этой целью по методике, разработанной П. И. Лисицыным (1947), из черенков клевера выращивались растения с прекрасно развитой корневой системой. Эти растения размещались на стенке внутреннего сосуда, так что половина их корней находилась во внутреннем сосуде, а другая половина — во внешнем. Кроме этих растений, которые должны были переносить меченый фосфат из внутреннего сосуда в наружный, производилась посадка клевера в наружный сосуд, а также посев в наружный сосуд овса и тимофеевки. Эти растения должны были использовать тот меченый фосфат, который будет перенесен в наружный сосуд клевером, посаженным на стенках внутренних сосудов. Таким образом, клевер, корни которого находились и во внутреннем и во внешнем сосудах, являлся переносчиком-транспортером меченого фосфора, а растения, посаженные только в наружный сосуд, — клевер, овес и тимофеевка — акцепторами меченого фосфата, выделяющегося из корней растения-транспортера. [c.16]

Обмен ФЕП—Р] на переносчике фосфата в хлоропластах мезофилла С -растений [c.374]

С,(-растений. Это свидетельствует о том, что ФЕП обладает сравнительно высоким сродством к переносчику фосфата в таких хлоропластах. В хлоропластах шпината К для вызываемого ФЕП ингибирования поглощения примерно в десять раз выше, чем в хлоропластах С4-растений, а это указывает иа то, что ФЕП плохо транспортируется в хлоропласты Сз-растений. [c.374]

Обмен метаболитами (интермедиатами цикла трикарбоновых кислот, неорганическим фосфатом и некоторыми аминокислотами) между внутренним митохондриальным пространством и цитоплазмой катализируется специальными ферментами, получившими название переносчиков. [c.447]

Значительные количества Са + могут быть накоплены в митохондриях только в присутствии проникающего аниона в среде инкубации, например фосфата или ацетата. Перенос фосфата через мембрану осуществляется с помощью специфического фермента-переносчика, активность которого подавляется низкими концентрациями 5Н-ядов. В присутствии сульфгидрильных ядов митохондрии неспособны к окислительному фосфорилированию и накапливают очень ограниченное количество Са +. Добавление АДФ или a + в таких условиях не стимулирует дыхания. Последующее добавление ацетата, перенос которого нечувствителен к этим ядам, стимулирует дыхание и обеспечивает транспорт добавленного ранее Са + во внутреннее пространство митохондрий. [c.451]

Высокая специфичность внутренней мембраны в отношении проницаемости для разных веществ привела к представлению о существовании в ней ферментов-переносчиков. Так как многие субстраты ферментов, локализованных внутри митохондрий, при физиологических значениях pH являются ионами (нуклеотиды, субстраты цикла трикарбоновых кислот, неорганический фосфат, катионы и т. д.), представляет интерес идентификация ионных форм транспортируемых веществ. Такие данные важны для понимания конкретного механизма переноса субстрата через мембрану. [c.458]

Строят график зависимости активированного ионами Са + дыхания от pH среды инкубации и анализируют возможные ее причины с учетом влияния pH а) на активность системы аккумуляции энергии (транспорт субстрата через мембрану, перенос электронов в дыхательной цепи, аппарат сопряжения) б) на активность переносчиков Са и неорганического фосфата в мембране в) на концентрацию истинного субстрата переносчика неорганического фосфата в связи с изменением соотношения различных ионных форм фосфата [c.459]

Обзор различных теорий окислительного фосфорилирования [82, 53] удобно начать, обращаясь снова к уравнению (10-11) >. Липман [84] предложил общую схему, соответствующую этому уравнению. Последовательность реакций начинается с присоединения группы Y —ОН [группы Y в уравнении (10-11)] по соответствующей двойной связи между атомами углерода в переносчике ВНг. Хотя реакции изотопного обмена (разд. Д,5) исключают возможность функционирования в качестве Y как ADP, так и Р, все же привлекательно предположение об участии в этом процессе связанного фосфат-иона, принадлежащего, например, фосфолипиду или коферменту. Бедный энергией аддукт У—ВНг уравнение (10-11)] путем окисления превращается в соединение Y B, близкое по реакционноспособности к ацилфосфату или тиоэфиру. [c.411]

Связь менеду функционированием трансмембранных переносчиков и метаболизмом, вероятно, включает ферментативное фосфорилирование молекулы переносчика (см. раздел III, Б, 2). Последовательность процессов может быть представлена следующим образом [89]. Переносчиком, способным к связыванию иона на внешней поверхности мембраны, служит фосфорилированная молекула. Комплекс ион — переносчик — фосфат проходит через мембрану и на впутренней ее стороне диссоциирует с освобождением транспортируемого иона и фосфата. Дефосфорилированный переносчик затем вновь фосфорилируется при участии АТФ, одновременно происходит его переориентация или обратная миграция на внешнюю поверхность барьера проницаемости. Если скорость дыхания контролируется уровнем доступного акцептора фосфата, то образование АДФ в ходе этого процесса будет вызывать увеличение скорости дыхания после инициирования поглощения ионов, как это часто наблюдается в действительности (см. раздел III, Б, 1). [c.267]

Другой широко используемый тип метки сводится к присоединению фосфатной группы к нефосфорилирован-ной (или предварительно дефосфорилированной ферментативным путем) левой концевой 5 -0Н-группе с помощью полинуклеотидфосфокиназы — фермента (выделяемого из инфицированной фагом Е. oli), чрезвычайно специфичного переносчика фосфата от АТФ на такую 5 -0Н-группу [382]. Таким образом, используя у- Р-АТФ (ф -ф-ф-А) в качестве донора, в левый конец вирусной РНК можно ввести метку вместе с двумя отрицательными зарядами, до того как произойдет полное или избирательное расщепление и разделение фрагментов. [c.101]

Рис. 13.16. Транспортные системы митохондриальной мембраны. 1—переносчик фосфата, 2—симпорт пирувата, 3 — переносчик дикарбоксилатов, 4—переносчик трикар-боксилатов, 5—переносчик а-кетоглутарата, 6— переносчик адениновых нуклеотидов. Н-Этилмалеимид, гидроксициннамат и атрактилозид ингибируют ( ) указанные системы. Имеются также (на рисунке не показаны) системы переноса аспартата и глутамата (см. рис. 13.15), глутамина, орнитина, карнитина (см. рис. 23.1)

В 1961 г. английский биохимик П. Митчел выдвинул хемиосмо-тическую (электрохимическую) гипотезу энергетического сопряжения окисления и фосфорилирования, которая в дальнейшем получила подтверждение и развитие во многом благодаря работам советских ученых (В. П. Скулачев, Е. А. Либерман). Принцип хемиосмотического сопряжения иллюстрирует рис. VI. 14. Субстрат АНг —донор водорода — окисляется на активном центре фермента, встроенного на внешней стороне мембраны митохондрии. При этом 2Н+ и А выбрасываются в окружающую среду, а два электрона переносятся на внутреннюю сторону мембраны по так называемой дыхательной цепи, ориентированной поперек мембраны. Локализованный на внутренней стороне переносчик электронов передает электроны акцептору водорода В (например, кислороду), который присоединяет 2Н+ из внутримитохондриального матрикса. Таким образом, окисление одной молекулы АНг приводит к возникновению 2Н+ во внешнем пространстве и исчезновению 2Н+ из внутреннего пространства митохондрии. Возникший градиент ионов водорода генерирует трансмембранный потенциал, который оказывается достаточным по величине для осуществления реакции фосфорилирования. Последняя состоит во взаимодействии АДФ с фосфатом Ф и приводит к образованию АТФ с поглощением 2Н+ из внешнего пространства и выделением 2Н+ в матрикс. Величина трансмембранного потенциала сравнительно 160 [c.160]

В бактериях и хлоропластах АТР-синтетаза синтезирует АТР в том же клеточном компартменте, где происходит его использование. В митохондриях, однако, АТР синтезируется в матриксе и затем выбрасывается в цитоплазму. В суммарном процессе синтеза АТР участвуют два переносчика переносчик фосфата, поставляющий Pi в матрикс, и транслоказа адениновых нуклеотидов, которая переносит ADP в матрикс и АТР в цитоплазму (см. рис. 7.12). [c.157]

Считают, что переносчик фосфата обменивает Р,- на ОН , хотя формально этот процесс невозможно отличить от совместного транспорта симпорта) с Н+. Транспорт Р, — процесс с насыщением Кт понижается вместе с возрастанием кислотности. Переносчик обладает по крайней мере одной необходимой сульфгидрильной группой. Реакция с такими сульфгидрильными реагентами, как N-этилмалеимид, останавливает транспорт Р,. [c.422]

НЫМ неорганическим фосфатом в хлоропластах и триозофосфа- том на переносчике фосфатов). В тех случаях, когда меченое соединение способно подвергаться метаболизму (например, при добавлении к хлоропластам меченого неорганического фосфата иа свету при комнатной температуре), распределение продуктов можно изучать при помощи колоночной хроматографии. Поскольку небольшое количество среды остается связанным с хлоропластами дал е после фильтрации через силиконовое масло, следует ставить параллельные опыты с мечеными соединениями, иапример декстранами, которые не проходят через мембраны (разд. 8.22). [c.225]

В мезофилле шпината (Сз-растение) ФГК может поглощаться хлоропластами за счет обмена с ДГАФ на переносчике фосфата (разд. 8.23). У С4-растений переносчик фосфата в хлоропластах мезофилла и обкладки проводящих пучков также способен катализировать подобного рода обмен ФГК — ДГАФ. [c.331]

В хлоропластах мезофилла С -растеиий (росичка кровяная) есть переносчик фосфата (локализованный в мембране переносчик, обменивающий Р1 и/или анионы органических фосфатов точ ю так лее, как и переносчик в хлоропластах Сз-растений, гл. 8), который катализирует обмен ФЕП н ортофосфата. В изолированных хлоропластах содержится пул ФЕП, который может экспортироваться из хлоропласта в обмен на или ФГК. ФЕП не является проникающим анионом, так как хлоропласты в растворе фосфоенолцирувата калия не набухают и в присутствии валиномицина, и без него. [c.374]

Синтез ФЕП в хлоропластах С4-растений, инкубируемых на свету в среде с пируватом, но без идет медленно, однакО концентрация ФЕП внутри хлоропластов достигает очень высокого уровня (отношение концентрации ФЕП внутри хлоропластов к концентрации снаружи равно 30). Внесение в с1)еду 1 в небольшой концентрации (0,1 мМ) приводит к быстрому снижению уровня ФЕП в хлоропластах (отношение концентраций внутри и снаружи хлоропластов падает до 2). Следовательно, Р1 необходим и для синтеза ФЕП, и для его выхода из хлоропластов. Транспорт может быть электрогенным и на переносчике пирувата, и на переносчике фосфата. А как следствие этого транспорт всех трех метаболитов (ФЕП, Р и пирувата) должен быть электронейтральиым (рис. 12.20). [c.374]

У Сз-растений концентрация Pi в цитозоле, по-видимому, играет регуляторную роль в процессе передачи углерода на синтез сахарозы (гл. 9). У С -растений такие ферменты, участвующие в последних стадиях синтеза сахарозы, как глюкозо-1-фосфат — уридилилтрансфераза и сахарозофосфатсинтетаза, локализованы в цитоплазме. Поэтому синтез сахарозы, вероятно, как и у Сз-растений, идет В цитоплазме. Уровень Pi в цитозоле клеток обкладки проводящих пучков может влиять на скорость выхода ФГК или триозофосфата из хлоропластов. В ходе дальнейших превращений ФГК или триозофосфатов в сахарозу, которые осуществляются в цитозоле клеток обоих типов. Pi снова высвобождается и возвращается обратно в хлоропласты клеток обкладки проводящих пучков (разд. 11.6). Б хлоропластах мезофилла, Сграстений Pi поглощается в обмеи на ФЕП (разд. 12.5). У Сз-растений в первичном обмене на переносчике фосфата участвуют Pi и ДГАФ, а выход ФГК в процессе фотосинтеза незначителен. Следовательно, и содержание ФГК в цитозоле может быть тоже относительно невелико. Предполагают, что у С4-растений ФГК выходит шз клеток обкладки проводящих пучков и затем восстанавливается в хлоропластах мезофилла Поэтому уровень ФГК в цитозоле в процессе фотосинтеза может быть сравнительно высок. Содержание ФГК в цитозоле клеток мезофилла может частично контролировать скорость синтеза сахарозы за счет обмена ФГК—ДГАФ в хлоропластах. В отличие от условий, существующих в клетках Сз-растений, для цитозоля клеток мезофилла С4-Растений характерен высокий уровень Pj, что способствует обмену ФЕП и ингибированию [c.394]

Было выдвинуто предположение о том, что гликолатиый путь является составной частью главного пути синтеза сахарозы. Считают, что синтез сахарозы у Сз-растений происходит в цитозоле. Метаболическое превращение триозофосфатов в сахарозу в цитозоле приводит к высвобождению Pi, который может поглощаться хлоропластами в результате обмена на триозофосфат, происходящего иа переносчике фосфата (разд. 8.23). Принято думать, что глицерат — продукт гликолатного пути — метаболизируется до триозофосфата в хлоропластах. Триозофосфат, [c.419]

Не менее важную роль в живых системах играют реакции переноса водорода, которые служат источником энергии. В качестве переносчиков водорода наиболее известны никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и никотинамидадениндинуклеотид-фосфат (НАДФ Окисленная форма первого кофермента имеет следующий вид [c.16]

С открытием митохондриальной креатинкиназы креатинфосфат стал рассматриваться не просто как резерв макроэргического фосфата в клетке, а как основной переносчик химической энергии от митохондрий к местам ее утилизации в клетке. Митохондриальная креатинкиназа превращает синтезированный в митохондриях АТФ в креатинфосфат в виде креатинфосфата энергия транспортируется к местам ее утилизации, где и происходит обратная реакция образования АТФ из креатинфосфата и АДФ с помощью цитоплазматических нзофермен-тов. [c.292]

Рассчитывают концентрации различных ионных форм фосфата при значениях pH, используемых в опыте, и представляют результаты расчетов в виде таблицы. Сравнивают количественно зависимые от pH изменения скорости дыхания в активном состоянии с изменениями концентраций Н3РО4, Н2Р04 , НР042 и РО4 и находят, какая из указанных форм фосфата является субстратом переносчика. Оценивают значения Кт для выбранной ионной формы фосфата. [c.459]

Реакция синтеза (или гидролиза) АТФ в митохондриях осушест-вляется при участии трех ферментных систем собственно АТФ-синтетазного комплекса, транслоказы адениннуклеотидов и переносчика неорганического фосфата. Последний катализирует реакцию электро-нейтрального переноса неорганического фосфата в митохондрии и из них. Активность переносчика ингибируется SH-модификаторами, такими как N-этилмалеимид и п-хлормеркурибензоат. Следствием этого является ингибирование SH-реагентами реакций окислительного фосфорилирования и гидролиза АТФ, катализируемых митохондриями. [c.459]

Реакция восстановления пирувата завершает внутренний окислительновосстановительный цикл гликолиза. НАД ири этом играет роль промежуточного переносчика водорода от глицеральдегид-З-фосфата (6-я реакция) на иировиноградную кислоту (11-я реакция), ири этом сам он регенерируется и вновь может участвовать в циклическом процессе, получившем название гликолитический оксидоредукции. [c.333]

К 200 мкл густой суспензии митохондрий ( 50 мг/мл), стоящей на льду, добавляют N-этилмалеимид до конечной концентрации 0,5 мМ и инкубируют 30 мин. Измеряют АТФазную активность в суспензии, как описано выще. Наблюдают инактивацию ферментативной реакции, измеренной в присутствии динитрофенола, вызванную модификацией фосфатного переносчика. Добавление по ходу реакции тритона Х-100 в оптимальной концентрации, определенной ранее, приводит к снятию барьера проницаемости для фосфата и восстановлению активности. [c.460]

Часто К. прочно связаны с апоферментом - образуют с ним трудно диссоциирующие или недиссоциирующие комплексы либо соединены с полипептидной цепью ковалентной связью (такие К. наз. простетич. группой). В этом случае К. обычно остаются в составе фермента на всех стадиях каталитич. р-ции. Примеры таких К.-флавиновые коферменты (см. Рибофлавин) и пиридоксаль-5 -фосфат (см. Витамин fi ). Легко диссоциирующие К.-обычно К.-переносчики, действие к-рых связано с переходом от одной молекулы фермента к другой. Нек-рые К., напр. НАД (никотинамидадениидинуклеотид см. Ниацин), в зависимости от каталитич. р-ций, в к-рых они участвуют, могут функционировать как простетич. группа или покидать активный центр фермента. [c.488]

У аэробных организмов восстановленные формы переносчиков водорода вновь окисляются молекулярным кислородом в цепи переноса электронов, получившей название дыхательной цепи (на рис. 7-1 показано в центральной части рисунка под окружностью). Окисление NADH (восстановленного NAD+) кислородом характеризуется значительным уменьшением свободной энергии (при pH 7 величина ДС составляет —219 кДж-моль ) и сопровождается образованием трех молекул АТР (из ADP и неорганического фосфата). Этот процесс, называемый окислительным фосфорилированием (гл. 10), представляет собой главный путь накопления биологически полезной энергии (в форме АТР), высвобождающейся при расщеплении жиров в организме человека. [c.84]

Переносчики водорода и электронов, связанные с ферментами класса оксидоредуктаз (например, никотинамид-адениндинуклеотид и его фосфат, липоевая кислота, витамин К, глутатион и др.). [c.166]

Было предложено множество схем образования высокоэнергетических промежуточных соединений в результате переноса электронов. В этом случае естественна аналогия с субстратным фосфорилировани- ем, при котором высокоэнергетические промежуточные соединения образуются при переходе электронов от субстрата к субстрату. Как мы уже видели (гл. 8, разд. 3,5), альдегидная группа глицеральдегид-З-фосфата превращается в ацилфосфат, который после переноса фосфатной группы на ADP освобождается в виде карбоксилатной группы. В этом процессе свободная энергия окисления альдегида в карбоксильную группу расходуется на синтез АТР. Реакция отличается от митохондриального переноса электронов тем, что продукт 3-фосфоглицери-Новая кислота уже не превращается обратно в глицеральдегид-З-фос- фат. В то же время переносчики электронов дыхательной цепи должны быть регенерированы в каком-то циклическом процессе. Последнее тре- бование вынуждает искать какие-то иные механизмы окислительного фосфорилирования. [c.410]

Коферментом в транскетолазной реакции служит ТПФ, играющий роль промежуточного переносчика гликольальдегидной группы от ксилулозо-5-фосфата к рибозо-5-фосфату. В результате образуется семиуглеродный моносахарид седогептулозо-7-фосфат и глицеральдегид-З-фосфат. [c.356]

Фосфат пантетеина (LUI), помимо того что он является составной частью молекулы кофермента А, в качестве простетической группы входит в состав так называемого белкового переносчика ацильных групп и связан, по-видимому, своей фосфорной группой с белком через гидроксил серина [152]. [c.73]

Переносчики групп, связагшые с фермегггами класса трансфераз (например, аденозин-трифосфат, пиридоксаль-5-фосфат, кофермент А и др.). [c.166]

При встраивании освобождается также ундекапренилдифосфат он подвергается гидролизу, и получаюпдийся ундекапренилмоно-фосфат используется в следуюш ем цикле. Этот же липид служит переносчиком и при синтезе других полимеров, расположенных вне [c.20]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология