Фосфаты и биоэнергетика

Настоящий раздел практикума посвящен экспериментальным приемам, использующимся при изучении биоэнергетических механизмов тканей животных. Употребление понятия биоэнергетика применительно к данному разделу требует некоторых пояснений. Любую ферментативную реакцию можно характеризовать как с точки зрения химического механизма и скорости ее протекания, так и с позиций энергетики — установление констант равновесия отдельных стадий или суммарного процесса, непосредственно связанных с термодинамическими понятиями и величинами. Тем не менее, говоря о биоэнергетике, обычно подразумевают реакции, приводящие к эндергоническому образованию АТФ из АДФ и неорганического фосфата. К таким реакциям относятся дыхательное фосфорилирование, фотофосфорилирование и реакции субстратного фосфорилирования АДФ, связанные с гликолизом и протеканием цикла трикарбоновых кислот. В силу традиции исследования в области биоэнергетики на кафедре биохимии МГУ ограничены тканями животного происхождения. С количественной же точки зрения реакции дыхательного фосфорилирования заведомо превалируют над гликолизом и субстратным фосфорилированием в цикле трикарбоновых кислот. Таким образом, настоящий раздел практикума фактически посвящен описанию экспериментальных подходов к изучению метаболизма митохондрий — внутриклеточных органелл, ответственных за дыхательное фосфорилирование. [c.403]

Основные научные работы посвящены биоэнергетике и биохимии белка. Установил (1939), что энергия окисления метаболитов кислородом используется в цепи реакций переноса электронов, где три звена сопряжены с синтезом аденозинтрифосфорной кислоты из аденозиндифосфорной кислоты и фосфата. Доказал (1952) скачкообразность денатурационного перехода белковых молекул (или их субъединиц), исходя из того факта, что при неполной денатурации часть подвергнутого воздействию вещества претерпевает глубокое превращение, а другая часть остается в исходном состоянии. Охарактеризовал (1957 — 1980) процесс образования волокон фибрина — основу свертывания крови— как многоэтапную самосборку, осуществляемую мономерным фибрином с помощью присущей ему системы специфических реактивных центров. [22, 82, 208] [c.46]

РОЛЬ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ФОСФАТОВ В БИОЭНЕРГЕТИКЕ И В ПРОЦЕССАХ УЛАВЛИВАНИЯ ЭНЕРГИИ [c.113]

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]

Уровень образованности врачей в области биоэнергетики хорошо иллюстрируется тем фактом, что они все еще часто рассматривают инъекцию АТФ как способ снабжения энергией больного при патологиях энергетического обмена. Такая практика продолжается, хотя простой расчет показывает, что количество АТФ, гидролизуемое человеком до АДФ и фосфата за 1 сут, равно в среднем 40 кг, т. е. в миллион раз больше количества АТФ, получаемого с инъекцией. [c.240]

Биоэнергетики-шли дорогой, уже пройденной при изучении брожения. Сперва разрушали клетку, потом из множества внутриклеточных ферментов выделяли тот, который катализировал нужную окислительную реакцию. И наконец, к раствору очищенного фермента добавляли восстановитель, окислитель, АДФ и фосфат и смотрели, не получится ли АТФ. [c.38]

Мономерные фосфорилированные нуклеозиды играют важнейшую роль в метаболизме и биоэнергетике, в регуляции жизнедеятельности на молекулярном уровне. Это яркое свидетельство химического единства живой природы (с. 24), разнообразного использований кйётками одних и тех же веществ. Среди нуклео-зидов особенно существен аденозин. На рис. 2.6 изображена структура аденозин-5 -моно-, ди- и трифосфата (АМФ, АДФ, АТФ). АТФ является главным аккумулятором химической энергии в клетке. Эта энергия выделяется при гидролитическом отщеплении 7-фосфата в реакции АТФАДФ + Фв (Фв—фосфорная кислота Н3РО4). Энергия АТФ расходуется на все нужды клетки для биосинтеза белка, для активного транспорта веществ через мембраны, для производства механической и электриче- [c.40]

Наиболее важную роль в энергетическом метаболизме клетки выполняет АТФ. Эта термодинамически неустойчивая молекула способна последовательно отщеплять фосфат с образованием АДФ и АМФ. Именно эта неустойчивость позволяет АТФ выполнять функцию переносчика химической энергии, необходимой для удовлетворения большей части энергетической потребности клеток. Работы биоэнергетиков показали, что наряду с АТФ роль энергетической валюты выполняют протонный и натриевый потенциалы на биологических мембранах. Основные пути трансформации энергии можно суммировать в виде схемы (см. рис. 15.1). [c.443]

ТПФ или кокарбоксилаза (кофермент пируватдекарбоксилазы) входит в состгв гйскольких ферментов растительного, бактериального и животного организмов, катализирующих процессы декарбоксилирования а-кетокислот (пировиноградной, а-кетоглутаровой и др.) (см. раздел Углеводы и биоэнергетика , Пировииоградная кислота). ТПФ входит в состав одного из ферментов пентозофосфатного цикла транскетолазы, катализирующего перенесение активного гликолевого альдегида из рибу лозо-5-фосфата на рнбозо-5-фосфат. [c.163]

Анализ термодинамики микроорганизмов был проведен Р. Тау-эром2. При этом энзиматический механизм получения энергии — биоэнергетика клетки — остается за рамками общей картины, однако важен конечный результат — образование АТФ. Формально можно представить энергетический обмен организмов как образование и потребление водорода в окислительно-восстановительной реакции, где Н+ - акцептор, а Нг - донор электрона. Синтез АТФ из АДФ требует 32 кДж на моль при стандартных условиях. В клетке содержание АТФ и фосфата около 10 мМ, АДФ - около 1 мМ, и физиологический синтез требует 49 кДж. Необратимые затраты составляют 20 кДж. Следовательно, суммарные затраты составляют примерно 70 кДж/моль и даже при понижении энергетического заряда клетки не становятся ниже 60 кДж. На синтез 1 АТФ требуется перенос трех зарядов через клеточную мембрану. Отсюда предположение, что наименьшим используемым квантом энергии в катабо- [c.40]

Примером может служить работа Р. Муна и Дж. Ричардса (Мооп R.B., Ri hards J.H., 1973), где ЯМР на Р применялся для исследования 2,3-дифосфоглицерата (ДФГ) в цельной крови кролика и в гемолизате. Обеим фосфатным группам ДФГ отвечают хорошо разрешимые линии. Поскольку значения химического сдвига для Р-2 и Р-3 зависят от состояния ионизации соответствуюших фосфатов, при помоши ЯМР удается определить pH внутри клетки. Другим примером является исследование с помощью ЯМР на Р гликолиза и биоэнергетики анаэробных клеток Е.соИ (Ugurbil et al., 1978). [c.163]

Важная роль фосфатов в процессах метаболизма стала ясна после того, как были выяснены химические детали гликолиза и установлено, какую роль в этом процессе играют АТР, аденозиндифосфат (ADP) и неорганический фосфат (Р ). Вначале АТР рассматривали как переносчик фосфатных радикалов в процессе фосфорилирования. Роль АТР в биохимической энергетике была установлена в экспериментах, показывающих, что в процессе мышечного сокращения происходит распад АТР и креатинфос-фата и что их ресинтез осуществляется за счет энергии, поступающей от протекающих в мышце окислительных процессов. Окончательную ясность внес Липман, который ввел представление о богатых энергией фосфатах и богатой энергией фосфатной связи и указал на их роль в биоэнергетике. [c.113]

Казалось бы, жестокий и наглядный урок Одиако, как это ни удивительно, история Грина и Уэбстера повторяется спустя несколько лет. На сей раз другой почтенный биоэнергетик становится жертвой недобросовестности своей аспирантки, пытавшейся провести все тот же роковой эксперимент с включением фосфата. [c.34]

Спустя несколько месяцев до нас дошел слух, что все данные сенсационных статей двух американцев фальсифицированы. Вскоре стали известны подробности этого нового скандала в биоэнергетике. Пэйнтер, как за шесть лет до этого Уэбстер у Грина, использовала разброс данных по включению меченого фосфата в АТФ, чтобы убедить Хантера, руководителя ее аспирантской работы, в том, что в растворе происходит синтез АТФ. Вот вам и аккуратист Хантер Что же, и на старуху бывает проруха [c.76]

Неодимовый лазер, система зеркал, ячейка с коллодиевой пленкой и протеолипосомами, каскад быстродействующих усилителей электрических сигналов, блок памяти, ЭВМ и особая система, синхронизирующая работу оптической и электрической систем с точностью до сотых долей микросекунды. Как разительно отличается эта установка от аппаратуры первых опытов биоэнергетиков, где, кроме манометра и примитивного колориметра, никаких других приборов не требовалось Отсчет времени тогда шел в минутах, а за процессом следили по убыли кислорода и фосфата, если измерялось окислительное фосфорилирование в митохондриях. О пространственном векторе процесса вообще не было и речи. Точность измерения зависела от того, насколько вам удалось совместить уровень ваших глаз с уровнем жидкости в манометре. [c.132]

В 1905 году А. Харден и У. Йонг обнаружили, что для брожения необходим фосфат, а в 1914 году один очень известный немецкий биохимик предложил добавлять фосфат в питьевую воду для солдат кайзеровской армии, чтобы улучшить энергообеспечение их организмов на марше . Этот экскурс биоэнергетики в военную практику кончился громким конфузом солдатские желудки пришли в такое расстройство, что марш-бросок пришлось остановить у ближайших придорожных кустов. [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология