Энергия гидролиза АТР используется для

Липолиз триглицеридов в жировой ткани . В качестве источника энергии могут использоваться только свободные, т.е. неэстерифицированные, жирные кислоты. Поэтому триглицериды сначала гидролизуются при помощи специфических тканевых ферментов—липаз—до глицерина и свободных жирных кислот. Последние из жировых депо могут переходить в плазму крови (мобилизация высших жирных кислот), после чего они используются тканями и органами тела в качестве энергетического материала. [c.371]

Рис. 14.5. Рециркуляция газообразного водорода - побочного продукта фиксации азота. Нитрогеназа катализирует образование водорода, используя энергию гидролиза АТР, а гидрогеназа катализирует его утилизацию.

В этой главе используются следующие сокращения АТФ — аденозинтрифосфорная кислота, АДФ — аденозиндифосфорная кислота, Фн — неорганический фосфат. Свободная энергия гидролиза АТФ -> АДФ + Фн обеспечивает движущую силу для многих термодинамически невыгодных реакций, например для конденсации свободных аминокислот в пептиды. [c.229]

Миозин катализирует гидролиз АТФ это было установлено Энгельгардтом и Любимовой в 1939 г. Энергия гидролиза используется для сокращения мышцы. Значительно позднее выяснилось, что каталитический активный центр локализован в головках молекулы миозина. Открытие АТФазной активности миозина в высокой степени стимулировало исследования мышечного сокращения, поскольку было первым прямым указанием на источник энергии для сокращения и на роль миозина в использовании этой энергии. [c.520]

Для анализа экспериментальных данных (распределение продуктов ферментативной деструкции полимера в зависимости от степени полимеризации, или средняя степень полимеризации продуктов гидролиза) используют теоретические модели ферментативной деструкции полимеров — обычно весьма детализированные, но, как правило, содержащие сильные (и неочевидные) допущения, лишающие смысла всю детализацию. К ним относятся допущения об аддитивности показателей сродства индивидуальных сайтов, о постоянстве гидролитического коэффициента независимо от способа связывания субстрата и степени его полимеризации, о постоянстве инкремента свободной энергии активации действия фермента при последовательном заполнении его сайтов и т. д. Несоответствие теоретических данных, рассчитанных с помощью подобных упрощенных моделей, с экспериментальными нередко трактуется как доказательство в пользу существования таких неординарных механизмов, как множественная атака. При этом в работах, как правило, отсутствует критический анализ ограничений модели, и в частности анализ альтернативных механизмов действия фермента без априорного привлечения неординарных механизмов. [c.103]

Активный (т. е. энергозависимый) транспорт молекул через мембрану против градиента концентрации осуществляется при участии мембранных белков, использующих для процесса транслокации энергию гидролиза АТФ. В отличие от пассивного транспорта, который идет самопроизвольно, белки-переносчики должны не только транспортировать молекулу через мембрану, но и обладать АТФ-азным действием, т. е. катализировать гидролиз АТФ, который является основным источником энергии для активного транспорта. В зависимости от способа использования энергии для транспорта молекул выделяют первично- и вторично-активный транспорт. [c.310]

Химические свойства. В химическом отношении октоген — сравнительно малоактивное соединение. При хранении на свету он практически не изменяется. Вода, 2% растворы азотной и серной кислот при кипячении в течение 6 ч практически не разлагают октоген. Концентрированная серная кислота разлагает октоген несколько медленнее, чем гексоген. Щелочной гидролиз октогена протекает значительно быстрее. Так, при длительном кипячении октогена в 1 % растворе соды он полностью разлагается. При обработке октогена раствором щелочи в водном ацетоне происходит гидролиз с меньшей скоростью, чем скорость гидролиза гексогена в сравнимых условиях. Энергия активации гидролиза гексогена равна 14 ккал/моль, а октогена — 25 ккал/моль. Это различие в скоростях гидролиза использовано [26] при отработке метода анализа смесей октогена и гексогена, точность определения до 0,2%. [c.550]

Какое же количество энергии может использовать организм Если принять, что изменение свободной энергии при гидролизе одной макроэргической фосфатной связи АТФ составляет [c.176]

Если мембрана непроницаема для малых ионов, в частности для и ОН , то непосредственным следствием такой окислительно-восстанови-тельной реакции будет создание градиента pH. Далее можно представить себе, что этот градиент используется для направленного обращения некоторой реакции, характеризующейся высокой отрицательной свободной энергией гидролиза, причем движущей силой для этого служит образование НгО из ионов — эта реакция идет с выделением большого количества энергии. [c.396]

АТФ выступает в роли кофермента, участвующего совместно с определенными ферментами в катализе биохимических реакций. Близкий к нему кофермент аденозиндифосфат, АДФ, обладает такой же структурой, как и АТФ, но содержит на одну фосфатную группу меньше. Одна из важнейших функций АТФ — выделение энергии при гидролизе до АДФ. Существуют убедительные доказательства того, что эта реакция — основной источник знергии в живых организмах, причем в зависимости от ферментативной системы эта энергия гидролиза может выделяться в виде тепла, электричества, сокращения мускулов или использоваться на проведение эндотермических синтезов. Эти реакции будут подробно рассмотрены в гл. 40, а сейчас приведем лишь данные для суммарной реакции [c.467]

В определенных условиях (наличие ферментов) энергия гидролиза может быть использована для различных процессов, требующих затраты энергии. [c.205]

До сих пор при обсуждении механизма кислотного катализа для простоты никакие фугие нуклеофильные соединения, кроме воды, не рассматривались. В действительности же было показано, что нуклеофилы участвуют в кислотном катализе, увеличивая его скорость, и тем самым повышают "эффективность" кислотного катализатора. Обычно в качестве растворителя в такого рода реакциях кислотного гидролиза используется вода. Роль воды или какого-либо другого нуклеофила заключается в снижении энергии переходного состояния за счет слабой координации (или нуклеофильного взаимодействия) с атомом углерода карбонильной группы. Поэтому слабые кислоты (например, уксусная) способны частично протонировать к бонильный кислород в результате одновременного нуклеофильного содействия. [c.132]

Используя принцип аддитивности, получаем значение изменения стандартной свободной энергии гидролиза 1-фосфатной группы 1,3-ди-фосфоглицерата [c.416]

Для цАМФ характерна значительная энергия связи между 3- и 5-углеродными атомами в рибозе. При ее гидролизе выделяется около 59 кДж моль" энергии. Такая энергия гидролиза обеспечивает необратимость превращений цАМФ. В результате создается однонаправленность хода информации в клетке, а накопленная в ней энергия используется в регулируемых биохимических процессах. [c.215]

Химическую энергию, необходимую для синтеза этих соединений, клетка получает путем последовательного окисления глюкозы до СОг в ходе реакций гликолиза и цикла лимонной кислоты. Высвобождающаяся при окислении энергия вначале связывается в АТФ —за счет фосфорилирования АДФ неорганическим фосфатом. В дальнейшем эта связанная энергия высвобождается при гидролизе АТФ, в результате которого вновь образуется АДФ. Высвободившаяся энергия АТФ используется затем для проведения синтетических реакций. Различные химические соединения, образующиеся в качестве промежуточных продуктов процессов распада, вовлекаются также в синтетические процессы, ведущие к синтезу строительных блоков. Пути распада и синтеза согласованы между собой таким образом, что около половины углеродных атомов глюкозы, поглощаемой растущей культурой бактерий, превращается в строительные блоки клетки, а половина — в СОа- [c.78]

Репликация происходит при участии сложного набора ферментов, которые образуют так называемый репликативный комплекс. Так, например, раскручивание двойной спирали ДНК обеспечивается ферментами — ЩШ.-хеликазами. ДНК-хеликазы используют энергию гидролиза АТФ для раскручивания двойной спирали ДНК. В результате раскручивания молекулы ДНК образуется репликативная вилка ДНК (рис. 11.7). [c.350]

Хорошо известно, что АТФ как богатый энергией фосфат используется во многих биохимических процессах. Запасание химической энергии следует из возможности гидролиза АТФ до АДФ и Н3РО4 (около 25 кДж/моль). Поскольку реакция (8.46) может происходить независимо от восстановления СО2 в анаэробных условиях, представляется возможным первоначальное развитие организмов в направлении использования ими света для запасания энергии, а не для синтеза новых органических соединений. Возникновение собственно фотосинтеза было, таким образом, более поздним эволюционным этапом. [c.230]

Энергия, освобождающаяся при окислении субстратов и последующем переносе электронов в дыхательной цепи, используется не только на синтез АТФ, но и для осуществления других функций митохондрий, например для активного транспорта ионов a + через митохондриальную мембрану. Если к суспензии аэробно инкубируемых митохондрий в присутствии субстрата добавить некоторое количество ионов a + (в виде какой-либо его соли), то по истечении небольшого промежутка времени весь добавленный Са + оказывается во внутримитохондриальном пространстве. В процессе активного транспорта создается и поддерживается высокий концентрационный градиент ионов Са + по обе стороны митохондриальной мембраны. Когда функционирование дыхательной цепи полностью блокировано, транспорт может обеспечиваться за счет энергии гидролиза АТФ. [c.449]

И структурные белки. Несомненно, что их роль не только механическая. Доказано, что структурным белкам присущи и каталитические функции. Эти функции особенно ярко проявляются у мышечного сократительного белка миозина. Исследования В. В. Эн-гельгардта и Н. А. Любимовой показали, что миозин ускоряет взаимодействие с водой (т. е. гидролиз) важнейшего аккумулятора энергии — аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). При этом получается аденозиндифосфорная кислота и фосфат. Энергия реакции используется мышцей, во время работы которой нити белка миозина сокращаются. Следовательно, этот белок выполняет двойную нагрузку он регулирует освобождение энергии и он же потребляет энергию, сокращаясь в процессе работы мышцы. Молекула миозина представляет собой длинную цепь — ее длина равна примерно 160 нм, а молекулярная масса достигает 600000, Кроме миозина, известны и другие мышечные белки (актин, тро-помиозин), Для того чтобы эти белки могли осуществлять обратимое сокращение, необходимо присутствие катионов металлов, вообще активно поглощаемых мышечными белками. Для работы мышцы требуются ионы калия, кальция, магния, нужен также запас фосфатов, используемых для синтеза АТФ, Связывание ионов металлов и водорода с ионными группами белков сильно влияет на взаимодействие участков цепи и приводит к изменению ее длины. Однако механизм мышечного сокращения более сложен и, по-видимому, связан с особым расположением нитей миозина и актина в мышце, позволяющих частицам актина при работе мышцы скользить вдоль нитей миозина. Из числа растворимых белков особенно важны альбумины и глобулины. [c.62]

Для оценки потенциала фосфорилирования аденилатной системы внутри клеток предлагалось использовать неско.тько разных показателей. В качестве одного из них было взято соотношение fATP]/[ADP] [Pj] (названное степенью фосфо-рилироваиия р). Оно непосредственно связано со свобол,ной энергией гидролиза АТР [уравнение (.3-28)]. Величина R(, внутри клеток может достигать значения 10 М , что дает вклад в AG гидролиза АТР, равный —22,8 кДж-моль Аткинсон с сотр.б-г предложили другую величину, так называемый энергетический заряд , представляющий собой мольную долю адениловой кислоты, заряженной путем превращения ее в АТР. При этом ADP рассматривается как полу-заряженная форма. [c.222]

В то время как свойства белковых ансамблей, обнаруженных в мышцах, описаны со многими интересными подробностями (гл. 4, разд. Е,1), остается открытым наиболее важный вопрос каким образом мышечная машина использует свободную энергию гидролиза АТР для совершения механической работы На основании данных электронной микроскопии и дифракции рентгеновских лучей было установлено, что в состоянии окоченения все поперечные мостики, образуемые мнозиновыми головками, оказываются прочно прикрепленными к тонким нитям актина. Добавление же АТР приводит к мгновенному отсоединению мостиков от тонких нитей. В расслабленной мышце тонкие нити могут свободно двигаться на участках, прилегающих к толстым нитям, что придает мышце свойство слабо натянутой резиновой полоски. Однако активация мышцы под действием нервного импульса, сопровождаемая освобождением ионов кальция (гл. 4, разд. Е,1), заставляет тонкие нити скользить между толстыми, приводя в результате к укорочению мышцы. [c.415]

При обратной реакции - гидролизе АТФ до АДФ илн до АМФ поглощенная энергия выделяется и обеспечивает протекание биохимических процессов. Имеется еще ряд соединений с так называемыми высокозиергегическими фосфатными связями, энергия гидролиза которых используется организмами. Однако АТФ в этом плане более универсальное соединение. Энергию, необходимую для синтеза АТФ, организмы получают при дыхании в ходе постепенного окисления органических молекул до Oj и HiO. Высшие растения путем синтеза АТФ утилизируют до 40% энергии, выделяющейся при дыхании. Кроме этого, для синтеза АТФ они используют и часть поглощенной световой энергии. [c.327]

Аденозинтрифосфат играет ключевую роль во внутреннем метаболизме. В 1941 г. Липманн предложил концепцию энергетиче-ски-богатых фосфатных связей для того, чтобы объяснить, почему кажется, что стандартная свободная энергия гидролиза АТР и других родственных фосфатов, например креатинфосфата, является существенно более высокой, чем стандартная свободная энергия гидролиза других фосфатов, таких как АМР [36]. Эту концепцию часто применяли при обсуждении реакций АТР [37]. В ряде случаев было заявлено, что АТР может запасать энергию, освобождающуюся в результате деградационных процессов метаболизма и может использовать запасенную энергию по мере необходимости для осуществления синтетических реакций. Недавно концепция энергетически-богатых фосфатных связей была подвергнута критической переоценке [38] и сделан вывод, что концепция Липманна применима лишь для замкнутых систем, с энер-гетически-связанными реакциями. Поскольку реальные организмы являются открытыми системами, то к ним, строго говоря, не может быть применена концепция энергетически-богатых связей и, несмотря на то, что эфиры фосфатов могут быть расположены в порядке уменьшения стандартной свободной энергии их гидролиза, это может служить лишь указанием на направление трансфосфо-рилирования в замкнутой системе. [c.147]

Азотфиксирующий фермент нитрогеназа, используя энергию гидролиза АТР, катализирует образование газообразного водорода (Hj). Некоторые штаммы Rhizobium синтезируют фермент гидрогеназу. Он катализирует превращение in vivo Hj в Н" , что увеличивает эффек- [c.327]

Для выполнения этой задачи в клетках и была сформирована локализованная в ЦПМ АТФ-зависимая протонная помпа. Энергия гидролиза АТФ, осуществляемого АТФазой, использовалась для выталкивания протонов из клетки во внешнюю среду. Гидролиз одной молекулы АТФ приводит к переносу 2 протонов и созданию таким путем трансмембранного электрохимического протонного градиента. Экспериментально это было показано для молочнокислых бактерий и клостридиев, у которых нет дыхания, но в ЦПМ локализованы АТФазы, расщепляющие молекулы АТФ, образующиеся при брожении. [c.349]

Важнейшую роль в клетке играют мембранные системы актианого (т. е. энергозависимого) транспорта катионоа против градиента их электрохимического потенциала, использующие для процесса транслокации энергию гидролиза АТР и объединенные под названием транспортных аденозинтрифосфатаз. или ионных насосов. [c.618]

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]

Глюкоза используется мозгом в ходе гликолиза и в цикле лимонной кислоты распад глюкозы обеспечивает почти весь запас АТР мозга. За счет энергии АТР нервные клетки (нейроны) поддерживают электрический потенциал на плазматической мембране и, в частности, на мембране, окружающей их длинные отростки-аксоны и дендршпы, образующие линии передач в нервной системе. Передача нервных импульсов вдоль нейронов происходит посредством волнообразного изменения электрических свойств мембраны, т. е. так называемого потенциала действия. Ка , К " -АТРаза плазматической мембраны (разд. 14.16) нуждается в постоянном притоке энергии АТР для накачивания ионов К внутрь аксонов и выведения ионов Ка из аксонов (рис. 24-14). За счет энергии гидролиза одной молекулы АТР три иона N3 [c.759]

Данные УФ-анализа использованы Герсманном и Кетеларом [37] для установления роли обратимого резонанса в повышении свободной энергии гидролиза некоторых ароматических фосфорных эфиров. Они обнаружили, что в действительности роль обратимого резонанса незначительна. У трех п-нитрофенилфосфа-тов, включая параоксон, максимум поглощения для фосфата был на 2—6 ММ.К меньше, чем у соответствующих тион( юсфатов. Гипсо-хромный эффект (т. е. сдвиг максимума поглощения в коротковолновую часть спектра) п-нитрофенильной группы был поэтому больше в случае фосфатов, чем в случае тионфосфатов. Это связано с большей электроотрицательностью = О по сравнению с = 5 вследствие большей устойчивости одной из резонансных форм. [c.422]

Для группы соединений, среди которых наиболее известным является АТФ, было показано, что прн отнесении рассматриваемых изменений энергии к образованию связен вместо энтальпии лучше пользоваться величинами свободной энергии. Получающиеся при этом величины соответствуют свободным энергиям переноса связей. Расчеты основываются на уменьшении свободной энергии, сопровождающем перенос отдельной группы, такой например как фосфатная, на воду в этом случае говорят о свободной энергии гидролиза. Хотя гидролиз АТФ, если его рассматривать изолированно, энергетически расточителен и неясно, реализуется ли он в процессе метаболизма, тем не менее свободная энергия этого процесса используется в качестве стандарта, по которому можно сравнивать АТФ с другими членами группы. Символ используется для обозначения отдельной связи, вокруг которой локализована энергия. Так, молекулу АТФ сокращенно обозначают А—Р—ф ф ф (где А — аденин, а Р—рибоза), для того чтобы подчеркнуть отличие высокоэнергетических пирофосфатных связей от фосфоэфирной связи, соединяющей рибозу с первой фосфатной группой. Перенос концевой фосфатной группы АТФ на воду будет сопровождаться освобождением свободной энергии, примерно вдвое большей, чем при гидролизе обычной фосфоэфирной связи, например в аде-нозинмонофосфате (АМФ). С учетом указанных сокращений эти реакции имеют вид [c.180]

В месте инициации образуется предзаправочный промежуточный комплекс, состоящий как минимум из пяти белков. Один из них — бе-т%-йпаВ — может передвигаться вдоль ДНК, используя энергию гидролиза АТФ, а также служит сигналом для активации праймазы. [c.303]

Большинство макроэргических веществ являются фосфорорганически-ми соединениями. Они могут передавать свой фосфат на другие вещества. Поэтому макроэргическими называют вещества с высоким потенциалом переноса фосфатной группы (табл. 3). Высвобождаемая при их гидролизе свободная энергия (дО°) используется для переноса фосфата на молекулу вещества, у которого потенциал свободной энергии ниже. Реакция присоединения фосфата называется фосфорилированием. [c.40]

Использование энергии АТФ. Химическая энергия АТФ постоянно используется в клетках организма для поддержания всех энергопотребляемых биологических процессов (рис. 14). Так, в скелетных мышцах АТФ обеспечивает энергией процессы мышечного сокращения и расслабления. При сокращении энергия гидролиза АТФ используется для взаимодействия сократительных нитей актина и миозина, их передвижения (скольжения). Сократительные белки превращают химическую форму энергии в механическую энергию мышечного сокращения. При расслаблении энергия АТФ используется для активного транспорта ионов Са " через мембраны ретикулума против градиента его концентрации (механизмы активного транспорта веществ рассмотрены в главе 5). [c.43]

В связи со сказанным следует еще раз подчеркнуть, что если связь Si—Р не является макроэргической, само по себе фосфорилирование одного из субстратов с помощью АТР еще не способствует синтезу Prod, так же как и протекание гидролиза АТР, независимое от субстратов Si или 2. В этих случаях АТР играет роль простого фосфорили-рующего агента — субстрата переноса группы—РО3Н2 в реакциях фосфорного обмена, использующих лишь благоприятные кинетические данные АТР как донора фосфорильных групп или остатков АМР. Возникающие уже на первой стадии продукты присоединения соответствующих групп характеризуются обычными свободными энергиями гидролиза. Подобные соединения не способны проводить синтетические процессы и выполняют иные функции. [c.149]

Энергия, высвобождаемая в катаболических процессах, аккумулируется в соединениях, как правило, являющихся ангидридами фосфорной кислоты. Не следует путать величину свободной энергии гидролиза фос-фоангидридной связи, которая используется при описании биохимических процессов, с энергией связи, под которой понимается энергия, необходимая для ее разрыва. При гидролизе фосфоангидридной связи в физиологических условиях наряду с освобождением энергии протекают дополнительные процессы, связанные с образованием новых соединений (например, неорганических фосфатов), сольватацией продуктов и т. д. [c.317]

Наиболее часто встречается вариант 1 — отщепление от АТФ концевого фосфата, который затем гидратируется полярными молекулами воды или участвует в фосфорилировании другого соединения. Другой путь (вариант 2) — дифосфатное расщепление АТФ — используется в биохимических процессах реже. Также редко встречаются процессы, протекающие за счет гидролиза дифосфата (вариант 3), так как при этом освобождается только тепловая энергия. Пока еще не известны биохимические реакции, в которых используется энергия гидролиза АДФ (вариант 4), хотя данный процесс по количеству высвобождаемой энергии соизмерим с реакцией 1. Известно лишь, что гидролиз АДФ до АМФ и фосфата сопровождается вьвделением тепловой энергии. [c.318]