Богатые энергией (макроэргические) соединения

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]

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]

Метод основан на том, что два последних остатка фосфорной кислоты в АТФ, богатые энергией, так же как и фосфатный остаток в креатинфосфате, легко отщепляются при непродолжительном гидролизе в кислой среде так называемый лабильно связанный фосфор. Сравнение содержания неорганического фосфора в пробах до гидролиза и после гидролиза дает представление о количестве лабильно связанного фосфора, которое приходится на долю макроэргических соединений мышечной ткани. Количество фосфора определяют по цветной реакции с молибдатом аммония в присутствии аскорбиновой кислоты. [c.116]

БОГАТЫЕ ЭНЕРГИЕЙ (МАКРОЭРГИЧЕСКИЕ) СОЕДИНЕНИЯ [c.35]

Резюмируя приведенные в данной главе материалы, мы можем характеризовать дыхание как сложную, многозвенную систему сопряженных окислительно-восстановительных процессов, сущность которых заключается в преобразовании химической природы органических веществ и использовании содержащейся в них свободной энергии. Часть этой энергии запасается в лабильных промежуточных продуктах, образующихся на отдельных этапах дыхания. Другая часть аккумулируется в специфических, богатых энергией (макроэргических) соединениях, откуда она в дальнейшем и используется на различные процессы жизнедеятельности клетки, протекающие с затратой энергии. Чем больше число промежуточных этапов, из которых состоит процесс дыхания, тем эффективнее и полнее используется высвобождающаяся при дыхании энергия- [c.310]

Относительно соединений первой группы часто говорят, что они содержат связи, богатые энергией макроэргические связи), а относительно соединений, второй группы — что они содержат связи, бедные энергией. Макроэргические связи часто обозначают волнистой чертой, как, например, при условном написании молекул АДФ и АТФ в виде А—Ф Ф и А—Ф Ф Ф. Заметим, что для веществ с макроэргическими связями характерна меньшая величина стандартной свободной энергии образования, чем для веществ со связями, бедными энергией. [c.37]

Среди разнообразных молекул, образовавшихся в результате фотохимических процессов или последующих реакций, были молекулы, содержавшие связи, особенно богатые энергией, — макроэргические связи. Макроэрги-ческие соединения, прежде всего аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), обладают способностью не только накапливать энергию в системе пирофосфатных связей, но и передавать эту энергию вместе с фосфатным фрагментом, как шкатулку с драгоценностями, другой моле- [c.139]

Наличие активных ферментов гликолиза и макроэргических соединений указывает на интенсивно идущие в проводящих тканях процессы обмена веществ. Вопрос о непосредственном участии богатых энергией фосфорных соединений, а также гексозомонофосфатов в транспорте сахаров остается еще невыясненным. [c.254]

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

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]

Богатые энергией связи содержатся не только в АТФ, но и в других веществах. Как правило, если остаток фосфорной кислоты образует смешанные ангидриды с карбоновыми кислотами (ацил-фосфаты) или находится у двойной связи (енолфосфаты), то это соединение относится к группе веществ с макроэргическими связями. [c.333]

Приведем несколько примеров. Доказано, что у всех населяющих Землю форм живых существ в создании белковой молекулы участвуют 20 аминокислот. Свойственная же отдельным органическим формам белковая специфичность определяется количественным отношением входящих в их состав аминокислот, а также порядком расположения последних в белковой молекуле. Те же закономерности установлены и в отношении нуклеиновых кислот, разнообразие и специфика которых также обусловлены в основном характером чередования нуклеотидов, причем число последних в 5 раз меньше, чем число протеиногенных аминокислот. Установлено, что организмы, принадлежащие к различным семействам, родам и видам животных, растений и микробов, используют в процессе жизнедеятельности один и тот же вид энергии — свободную, или химическую, энергию. Энергию эту они получают от общего для всех живых существ биологического горючего , роль которого выполняют особые соединения, содержащие богатые энергией фосфатные или тиоловые связи (подробнее этот вопрос освещен в главе Дыхание ). Лишь зеленые растения и небольшая группа бактерий способны наряду с этим использовать энергию кванта света, которую они запасают в форме тех же специфических макроэргических соединений. Выявлена близость, но не идентичность строения биологических мембран, ограничивающих поверхность протоплазмы и каждого из содержащихся в ней органоидов у всех представителей живого мира. Доказано, что многие органеллы протоплазмы имеют строго упорядоченную, ламеллярную (пластинчатую) структуру. [c.12]

Значительное понижение свободной энергии при гидролизе АТФ и АДФ побудило биохимиков назвать эти соединения богатыми энергией, или макроэргическими. [c.18]

Когда выяснилось, что некоторые соединения, такие, как АТФ, служат движущей силой очень большого числа реакций, сопровонодающихся потреблением энергии, биохимически важные вещества начали делить на богатые энергией (макроэргические) и бедные энергией, или иначе высокоэнергетические и низкоэнергетические. Соединения, которые при физиологических условиях характеризуются большой отрицательной величиной свободной энергии гидролиза, например АТФ, стали относить к первой из этих двух категорий, а такие соединения, как обычные фосфорные эфиры,— ко второй. Эта несколько неонределенная классификация породила большую путаницу в биохимической литературе, поскольку разные химики вкладывали в понятие богатые энергией И.ЖИ бедные энергией разный смысл. В этой книге мы будем исходить из определения, предложенного Дженксом Богатое энергией соединение — это такое соединение, реакция которого с другим веществом, обычно присутствующим в окружающей среде, характеризуется при физиологических значениях pH большой отрицательной величиной изменения свободной энергии . Как, однако, получить количественную оценку, которая позволила бы отнести данное соединение к категории высокоэнергетических веществ [c.35]

Биологическая роль фосфора весьма многогранна. Как уже отмечалось, фосфор участвует в образовании нерастворимых фосфорнокислых солей кальция и магния, являющихся минеральной основой костной ткани. Часть фосфора входит в состав органических соединений, таких как нуклеиновые кислоты, фосфолипиды, фосфопротеиды. Еще часть фосфора находится в организме в форме фосфорной кислоты, которая вследствие электролитической диссоциации превращается в ионы - Н2РО4 , НР04 . Фосфорная кислота играет исключительно важную роль в энергетическом обмене, что обусловлено уникальной способностью фосфора образовывать богатые энергией химические связи (высокоэнергетические, или макроэргические, связи). Главным макро-эргическим соединением организма является аденозинтрифосфат -АТФ (см. главу 2 Общая характеристика обмена веществ ). [c.87]

Биологическое Ф., осуществляемое путем фос-форилазных или фосфокиназных реакций, играет важную роль в обмене веществ, в частности в окислении и синтезе углеводов, фосфолипидов, белков и нуклеиновых к-т, поскольку большинство промежуточных соединений, участвующих в обмене этих классов веществ, подвергается превращениям только в фосфорилиро-ванной форме. Не менее важную роль играют нек-рые фосфокиназы в процессах образования и накопления АТФ, катализируя перенос макроэргич. фосфата между богатыми энергией фосфорилированными соединениями и АТФ (см. Фосфокиназы и Макроэргические связи). [c.253]

Биологическая роль дыхания состоит в том, что, подвергая химическим превращениям богатые энергией соединения (углеводы, белки, жиры), живая клетка способна предотвратить потерю определенной части содержащейся в ней энергии и ее рассеяние в виде тепловой. Сбереженную энергию клетка запасает в молекулах специфических химических соединений, выполняющих роль весьма совершенных аккумуляторов энергии. Важное значение этих соединений состоит в том, что запасенная в них энергия находится в форме особых богатых энергией (макроэргических) связей. Энергия этих связей легко мобилизуема, благодаря чему клетка способна при минимальных потерях обеспечивать выполнение протекающих в ней разнообразных эндэргониче-ских реакций, требующих затраты энергии. [c.245]

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]

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]

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]

В живых организмах химическая энергия превращается в те или иные виды работы прямо, без промежуточного образования теплоты. Мы вправе, следовательно, утверждать, что важнейшие обменные процессы (например, тканевое дыхание), обычно изображаемые при помощи уравнений, в которых фигурируют исходные субстраты и конечные продукты превращения (например, jH aOe -f 6О2 6СО2 + 6Н2О 4 680 Ккал), в действительности никогда вживых тканях в такой чистой форме не происходят. В тканях живых организмов эти процессы всегда сопряжены с синтезом тех или других богатых энергией (высокоэргических или макроэргических) соединений (например, аденозинтрифосфата) и выполнением физиологической работы без промежуточного образования теплоты. Подробно эти вопросы рассматриваются в последующих главах. [c.222]

Предлагаемый Ленингером механизм можно уяснить, рассмотрев часть схемы, данной им для описания действия центров сопряженного процесса. Субстрат отдает водород (или электрон) ДПН, превращая его в ДПН На. Это вещество реагирует с X. Полученное соединение отдает водород флавопротеиду, и после этого связь между X и ДПН становится макроэргической. Реакция с неорганическим фосфатом приводит к образованию продукта Р X, богатого энергией. Его взаимодействие с АДФ и дает АТФ и освобождается X (рис. 15). Ленингер постулирует участие в дыхательной цепи трех различных переносчиков (X, V, Т). [c.109]

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]

МАКРОЭРГИЧЕСКИЕ СВЯЗИ (высокоэргическио связи) — богатые энергией хнмич. связи в соединениях, входящих в состав живых организмов расщепление М, с. сопровоя дается освобождением значительного количества свободной энергии — от 7 до [c.521]

В мышечной ткани содержится два макроэргических соединения — АТФ и креатинфосфат, которые обеспечиваютло мере надобности мышцу энергией. Метод основан на том, что два последних остатка фосфорной кислоты в АТФ, богатые энергией, как и фос- [c.119]

Во второй и третьей фазах около 30—40% химической энергии превращается в теплоту, более 60% ее используется для синтеза специальных веществ, богатых энергией, — высокоэргических, или макроэргических, соединений. [c.232]

Высокая скорость потребления головным мозгом глюкозы и кислорода сопряжена с интенсивным образованием макроэргических соединений. Среди богатых энергией соединений в мозге основная доля принадлежит компонентам аденшшуклеотидной системы и креатиифосфату, в то время как трифосфаты гуанина, цитозина, уридина и других составляют менее 10% от суммы макроэргов. Средние данные по содержанию в головном мозге компонентов адениннуклеотидного пула, а также системы креатин-креатинфосфат представлены в табл.5.7. [c.181]

Однако, несмотря на заметное повышение интенсивности энергетического обмена, в головном мозгу животных с возрастом сумма основных макроэргических соединений (АТФ+ +АДФ" -Кр-Ф) изменяется весьма незначительно. Например, по данным Манделя и соавторов, суммарное содержание АТФ и АДФ в головном мозгу новорожденных (1-дневных) крыс составляет в среднем 2,01, а у взрослых лчнвотных — 2,14 мкмочь/г. Также весьма незначительно изменяется с возрастом и содержание в головном мозгу животных креатинфосфата у 1—2-дневных крыс оно в среднем равно 3,0, а у взро<слых—3,3 мкмоль/г. Другими словами, процессы биосинтеза и утилизации богатых энергией соединений в мозгу животных разных возрастных групп хорошо сбалансированы. По мере формирования и усложнения структурных комплексов в головном мозгу и повышения их функциональной активности возрастает и интенсивность окислительного и энергетического обмена. Нейрофизиологами установлено, что энергия одного нервного импульса у взрослых животных гораздо выше, чем у новорожденных. [c.69]