Высокоэнергетические (макроэргические) молекулы

Энергия окисляющихся веществ используется для синтеза АТФ из АДФ. В молекуле АТФ имеются две высокоэнергетические (макроэргические) связи в приведенной ниже формуле они изображены знаком (тильда) [c.226]

Еще одной особенностью биохимической термодинамики является участие в биохимических процессах специальных групп молекул, которые способны накапливать и передавать энергию в ходе реакций. Эти молекулы назьшаются высокоэнергетическими, или макроэргами, так как при их гидролизе высвобождается более 20 кДж/моль. По химическому строению макроэрги - чаще всего ангидриды фосфорной и карбоновых кислот, а также слабых кислот, какими являются тиолы и енолы. Эту макроэргическую связь не надо смешивать с понятием энергия связи, под которым в физической химии понимают энергию, необходимую для разрыва связи в молекуле. [c.75]

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]

Макроэргические связи в молекуле АТФ довольно устойчивы в водной среде, тогда как более высокоэнергетические вещества в воде нестабильны. В связи с этим в молекулах АТФ накапливается свободная энергия и используется в нужный момент для выполнения биологической работы. Поэтому АТФ принадлежит главная роль в обмене энергии в клетках организма. [c.41]

Особенностью молекулы АТФ является то, что второй и третий остатки фосфорной кислоты присоединяются связью, богатой энергией. Такая связь называется высокоэнергетической, или макроэргической, и обозначается знаком Соединения, имеющие макроэргические связи, обозначаются термином макроэрги . [c.21]

Начало второго этапа - очень сложная реакция, катализируемая ферментом дегидрогеназой фосфоглицеринового альдегида. Сначала альдегидная группа окисляется до карбоксильной, а затем происходит субстратное фосфорилирование, т.е. образуется 1-фосфороил-З-глице-рофосфат - макроэргическое соединение, которое содержит большой запас энергии. Стоит подчеркнуть, что в этом случае высокоэнергетическая молекула возникает не за счет участия АТФ, а только благодаря специфическому действию фермента. Вспомним, что и получение энергии, и ее запасание, и превращение в другие виды - реакции, осуществляемые ферментами. [c.80]

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]

ФГА служит донором электронов, которые переходят на НАД" , функционирующий в качестве переносчика электронов от 3-ФГА к пировинофадной кислоте. Образование последней происходит на более поздних этапах гликолитического пути. Итак, альдегидная Фуппа 3-ФГА окисляется до карбоксильной фуппы. Однако вместо свободной карбоновой кислоты образуется смешанный ангидрид фосфорной кислоты и карбоксильной фуппы 3-ФГК— 1,3-ФГК. Реакция окисления 3-ФГА до 1,3-ФГК с помощью НАД-зависи-мой 3-ФГА-дегидрогеназы состоит из нескольких этапов, в результате чего энергия, освобождающаяся при окислении 3-ФГА, запасается в макроэргической фосфатной связи у первого углеродного атома 1,3-ФГК. 1,3-ФГК реагирует далее с АДФ, отдавая высокоэнергетическую фосфатную фуппу, что приводит к синтезу молекулы АТФ. Таким образом, энергия, высвободившаяся при окислении альдегидной фуппы, оказывается запасенной в молекуле АТФ. [c.212]

АТФ — универсальный переносчик энергии. Большая часть энергозависимых реакций связана с использованием АТФ — высокоэнергетической молекулы, содержащей две макроэргические связи. Гидролиз 1 М АТФ дает около 32 кДж свободной энергии. Другие соединения с макроэргическими связями — это пирофосфат (РР или ФФн), креатинфосфат, ФЕП, ацил-КоА, ГТФ, ЦТФ и т.д. Запасание энергии может также осуществляться в форме полифосфатов. Еще одна форма запасания энергии — энергизованное состояние мембраны, или трансмембранный потенциал (А Гн+), — может обеспечивать процессы проникновения веществ в клетку, таксисы, обратный транспорт ионов и синтез АТФ. Однако сложные органические вещества не могут синтезироваться за счет Ацн+- [c.107]

Одной из основных проблем современной биохимии является выяснение механизма превращения энергии, выделяющейся в результате взаимодействия связей С — Н с кислородом с образованием двуокиси углерода и воды в энергию фосфоангидридной связи АТФ — единой платежной единицы в процессах переноса химической энергии, используемой для большого числа синтетических и метаболических функций. Если энергетическое сопряжение имеет химический механизм (хотя это еще не очевидно [185]), то оно может происходить либо непосредственно через окисление некоторых легко образующихся низкоэнергетических фосфатных производных до высокоэнергетических форм, которые могут затем переносить фосфат на АДФ, давая АТФ, либо через окисление некоторых других низкоэнергетических молекул до высокоэнергетических форм, которые могут дать макроэргический фосфат через серию реакций переноса. В последнее время стало известно несколько примеров такого активационного процесса, в котором происходит образование высокоэнергетического тиолового эфира при окислении альдегида. Тиоловый эфир может реагировать дальше, давая ацилфосфат и при известных обстоятельствах АТФ. Этот тип активации является ответственным за образование макроэргических фосфатных связей на субстратном уровне фосфорилирования, в котором метаболит, подвергающийся окислению, превращается в активированный продукт. В настоящее время, однако,еще нет уверенности, что аналогичный процесс происходит при многоступенчатом переносе электронов между субстратом и кислородом, который является ответственным за освобождение большей части энергии в аэробном метаболизме. Интерес к этой проблеме стимулировал поиски реакций, в которых фосфатная группа превращается в энергетически богатую форму посредством окислительного процесса, что может служить моделью реакций с природным коферментом. Хотя в настоящее время еще нет доказательств, что какой-либо процесс такого рода ответствен за окислительное фосфорилирование, эти исследования интересны с химической точки зрения и в качестве источника некоторых потенциально полезных синтетических методов. [c.132]

Распад питательных веществ и высвобождение из них свободной энергии происходит постепенно в несколько этапов (см. главу 2). Под свободной энергией понимают ту часть потенциальной химической энергии питательных веществ, которая в организме может использоваться для выполнения полезной работы в условиях постоянной температуры и давления. Свободная энергия в клетках не может использоваться непосредственно в процессах жизнедеятельности. Она в большей степени аккумулируется в химических связях высокоэнергетических (макроэрги-ческих) соединений, в основном в молекулах АТФ (аденозинтрифос-форная кислота). Только энергия макроэргических соединений может использоваться клетками для обеспечения ее многих функций. Эта энергия способна превращаться в другие формы энергии (см. рис. 11). [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология