Макроэрги

Рис. 32. Структурные формулы некоторых макроэргов

Рис. 4.18. Схема процесса сопряжения в центре сопряжения с участием первичного макроэрга

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]

Образование такого важного макроэрга, как ацетилкофермент А, происходит с помощью фермента тиокиназы в ходе АТФ-зависимой реакции, что указывает на более высокое энергетическое состояние тиоэфира по сравнению со свободной уксусной кислотой (образуется активный ацетил ), где повышенной реакционной способностью обладает как карбонильный углерод, так и а-углеродный атом). Как будет показано ниже, ацетилкофермент А участвует во многих важнейших биохимических процессах. [c.75]

Метаболизм лабильных фосфатов (макроэргов) [c.634]

Интересный пример регуляции, основанной на соотношении концентраций метаболитов, представляют собой завершающие стадии биосинтеза пуриновых нуклеотидов. В результате формирования пуринового гетероцикла первоначально образуется инозин-5 -фосфат ( 9.6), который может превращаться двумя путями (см. рис. 122) — с образованием аденозин-5 -монофосфата или гуанозин-5 -монофосфата. Как видно из приведенной схемы, на обоих путях необходимо участие в качестве макроэрга нуклеозид-5 -трифосфата. При этом на пути к образованию АМФ в роли макроэрга выступает ГТФ, а на пути к образованию ГМФ — АТФ. При оптимальном соотношении АТФ и ГТФ будут реализовываться оба процесса. Однако если их соотношение резко отличается от оптимального в пользу ГТФ, то процесс преимущественно пойдет в сторону образования адениловых нуклеотидов. Если же соотношение будет резко преимущественным в пользу АТФ, то в основном будут синтезироваться гуаниловые нуклеотиды. Таким образом, схема в этом узле организована так, что стимулируется преимущественное превращение инозин-5 -монофосфата в тот из двух пуриновых нуклеотидов, который Оказывается в недостатке. [c.422]

Окисление непрерывно происходит в нашем организме, но здесь оно идет очень медленно, спокойно, под строгим контролем. Выделяемая при этом энергия запасается в специальных соединениях (они называются макроэрги-ческими. — Прим. перев.), которые, распадаясь, могут затем отдавать ее по мере необходимости для приведения в действие всех механизмов нашего тела. [c.84]

М-гликозиды. О степени важности для живых систем М-гликозидов говорить не приходится. Нуклеиновые кислоты, многие коферменты, макроэрги — вот те классы природных веществ, в основе которых лежит М-гли-козидный фрагмент, играя при зтом далеко не второстепенную роль. Можно утверждать, что нет живой клетки [c.60]

Различные N-гликозиды. Различные N-гликозиды, близкие по структуре к вышеописанным нуклеозидам, выполняющие функции, отличные от функций ДНК и РНК, широко распространены в живом мире — одинаково и в растительном, и в животном. Прежде всего, укажем на аденозин-трифосфат (АТР) — основной макроэрг живой клетки, или другими словами — молекула. [c.64]

Кроме названных соединений, макроэргами могут быть также соедине-ния-переносчики водорода. [c.76]

Как вырабатывается энергия в клетке в результате распада углеводов Частично АТФ, как основной макроэрг клетки, может образоваться путем субстратного фосфорилирования. Но главным процессом синтеза АТФ является окислительное фосфорилирование. [c.85]

Связи, при гидролизе которых изменения свободной энергии системы составляют более 30 кДж/моль, в биохимии называют макроэргическими и обозначают знаком (тильда), а соединения, обладающие такими связями, — макроэргами. [c.191]

В данной реакции происходит не только образование высоко реакционноспособного ацетил-КоА, но и перенос энергии от АТФ (энергия макроэрги-ческой связи АТФ составляет 7,65—8,25 ккал/моль) на макроэргический ацетил-КоА, который становится аккумулятором энергии. Протекание различных реакций ацетилирования обеспечивается энергией ацетил-КоА при переносе ацетильной группы на субстрат. [c.89]

Во-вторых, предполагается, что перепое электронов между компонентами ЦПЭ сопровождается переносом протонов сквозь мембрану. Переносчики расположены асимметрично относительно обеих сторон мембраны. Первичным макроэргом является протонодвижущая сила [c.432]

Эта стохастическая теория не исчерпывает проблемы. Необходимо установить молекулярные механизмы работы рибосом, действия макроэргов (ГТФ), работы экзонуклеаз (дальнейшие подробности, относящиеся к механизму трансляции, см. в работе [14]). [c.600]

Таким образом, механизмы трансформации свободной энергии окисления субстратов являются не только эффективными (— 42%), но и строго контролируемыми. Часть свободной энергии (более 50%), которая не кумулируется в форме макроэргов (АТФ), освобождается в виде теплоты и у теплокровных животных используется для поддержания температуры тела. [c.202]

Стадией, лимитирующей синтез АТФ, является высвобождение синтезированного АТФ из активного центра фермента в матрикс. Полагают, что энергозависимое протонирование отдельных функциональных групп АТФ-азного комплекса, происходящее за счет энергии АцН , вызывает конформационные изменения в Р компоненте, которые приводят к быстрому высвобождению синтезированного АТФ из активного центра фермента. Важным моментом является обратимость реакции, катализируемой АТФ-азным комплексом. При соответствующих условиях комплекс Рд—Р может расщеплять молекулу АТФ и использовать полученную при этом энергию для транспорта протонов, т. е. для образования на мембране АцН . Согласно концепции, постулированной В. П. Скулачевым, наряду с АТФ используется как конвертируемая валюта для энергетических превращений, протекающих на мембране. В связи с этим было предложено все энергетические превращения в клетке подразделить на две группы протекающие в цитоплазме (источник энергии — АТФ, креатинфосфат и другие макроэрги) и локализованные в мембране, использующие энергию Д йН (рис. 15.9). Следует отметить, что не уникален в качестве сопрягающего иона и у некоторых видов организмов при определенных условиях его может заменить ион натрия. [c.205]

IF , IFj и IF3), а также макроэрг ГТФ. В клетках эукариот первой инициирую- [c.465]

Процессы трансляции протекают при участии макроэргов [c.607]

Химические связи, гидролиз которы.ч. характеризуется значениями А(Р порядка —30 кДж/моль и выше (по абс0лют1юму значению), в био.химии часто называют макроэргическими связями. Естественно, что к и.х числу относят и пирофосфатные группы в нуклеозидтрифосфатах, в том числе и АТФ. Сами соединения, обладающие такими связями, называют макроэргами. [c.345]

Обращает на себя внимание большое значение AG l для оксида фосфора. Во всех биологических системах, а также и в минералах этот элемент представлен группой РО4 , в которой атом фосфора окружен тетраэдрически четырьмя атомами кислорода. В этом отношении фосфор сходен с кремнием, который в минералах также встречается, как правило, в тетраэдрическом кислородном окружении. Но жесткие структуры силикатов гораздо менее реакционноспособны, чем фосфаты, по крайней мере при умеренных температурах, и связи кремний — кислород не выполняют тех функций аккумуляторов энергии , какие свойственны макроэрги-ческим связям фосфор — кислород, что, несомненно, обусловлено большой электронной нагрузкой на эти последние (Пюльман). [c.374]

Другой тип макроэргов - ацилфосфаты - макроэрги с ангидридной связью, например 1-фосфоглицероил-З-глицерофосфат. В таких молекулах карбонильный атом углерода ацильной группы особенно легко вступает в реакцию с нуклеофилом, при этом выделяется около 50 кДж/моль, что указывает на нестабильность ангидрида. Важным примером ацилфосфатов -макроэргов - является семейство аминоацил-АМФ-производных АК, которые образуются при синтезе полипептидов (белков) на рибосомах. [c.75]

Очень эффективным макроэргом является фосфоенолпировиноградная кислота (ФЕПВК), содержащая нестабильную структуру фосфорилированного енола, при гидролизе которого выделяется более 60 кДж/моль (ФЕПВК - чемпион среди макроэргов). [c.75]

К макроэргам относятся также и гуанидинфосфаты - аргининфосфат и креатинфосфат, где макроэргической является связь К-Р. На рис. 32 приведены формулы АТФ и ряда других макроэргов. [c.75]

Эффекгивность окислительного фосфорилирования в митохондриях определяется как отношение величины образовавшегося АТФ к поглощенному кислороду АТФ/О или Р/О (коэффициент фосфорилирования). Экспериментально определяемые значения Р/О, как правило, оказываются меньше 3. Это свидетельствует о том, что процесс дыхания не полностью сопряжен с фосфорилированием. Действительно, окислительное фосфорилирование в отличие от субстратного не является процессом, в котором окисление жестко сопряжено с образованием макроэргов. Степень сопряжения зависит главным образом от целостности митохондриальной мембраны, сберегающей разность потенциалов, создаваемую транспортом электронов. По этой причине соединения, обеспечивающие протонную проводимость (как 2,4-ди-нитрофенол), являются разобщителями. [c.313]

Таким образом, весь цикл мочевинообразования может быть представлен следующим образом. На первом этапе синтезируется макроэрги-ческое соединение карбамоилфосфат—метаболически активная форма аммиака, используемая в качестве исходного продукта для синтеза пиримидиновых нуклеотидов (соответственно ДНК и РНК) и аргинина (соответственно белка и мочевины) [c.448]

Как уже сказано, окислительное фосфорилирование в митохондриях сопряжено с ионным транспортом. Это система сопряженных процессов, а не отдельная химическая реакция. Слэйтер (1953) предположил, что в результате огсислепия возникают первичные макроэрги — прол1ежуточпые вещества, обладающие избытком свободной энергии и участвующие в фосфорилировании. Такие вещества не были обнаружены и физический механизм предлагаемого процесса не ясен. Химическая гипотеза Слэйтера оставлена. [c.432]

Таким образом, можно не рассматривать быстрые процессы 1)—3) и усреднять по времени положения электронов и атомов. Именно такая процедура применена в описанной выше релаксационной модели. Молекула, получив электрон, оказывается в неравновесной конформации, медленно релаксирующей к равновесию. Для туннельного эффекта требуется поэтому не совпадение электронных уровней восстановленных донора и акцептора, но наличие надлежащим образом расположенного виртуального электронного уровня акцептора в окислительной конформации. Энергия, выделившаяся при туннелировании, диссипирует, но энергия, медленно выделяемая при конформациопной релаксации, может быть конвертирована в энергию макроэрга. Будучи связан с условиями ре.эопанса электронных уровней энергии, туппольный эффект подвержен влиянию мембранного потенциала. Следовательно, возможен регуляторный процесс — мембранный потенциал, создаваемый активным транспортом ионов, зависит от скорости переноса электронов, в свою очередь регулируемой мембранным потенциалом. Реализуется обратная связь, [c.443]

Из структуры приведенных в табл. 8.1 макроэргов нетрудно видеть, что это в основном ангидриды фосфорной и карбоновых кислот, а также слабых кислот, каковыми являются тиолы и енолы. В последнем случае для главного предста-]вителя таких производных, фосфоенолпирувата, наблюдается особен1Ю высокое по модулю значение Д6 . Это связано не только с наличием у енола слабокислых свойств, но и с тем, что образующийся при гидролизе енолпируват термодинамически неустойчив и с существенным дополнительным уменьшением энергии Гиббса изомеризуется в пируват. [c.345]

Таким образом, за один оборот цикла ТКК образуется 12 молекул АТФ, из них 11 макроэргов — путем окислительного фосфорилирования и один — на субстратном уровне. Выше на рис. 19.1 приведен расчет баланса АТФ при полном аэробном окислении одной молекулы глюкозы (38АТФ), соответственно окисление одной молекулы пирувата составит 15АТФ. [c.269]

Синтез белка процесс, протекающий со значительной затратой энергии. Легко подсчитать число макроэргов, которые расходуются на образование одной полипептидной связи. При активации аминокислот АТФ гидролизуется до АМФ, что эквивалентно затрате двух макроэргов, а инициация трансляции требует один макроэрг ГТФ. В процессе элонгации затрачивается два макроэрга ГТФ один на доставку аминоацил-тРНК в А-центр рибосомы, а второй — на процесс транслокации. И наконец, на терминацию требуется один макроэрг 1ТФ. [c.468]

Микроорганизмы, например, из рода Ba illus, продуцирующие активную фосфатазу, превращают мало растворимые фосфаты в растворимые и легко доступные другим организмам, у которых он включается в состав нуклеиновых кислот, некоторых макроэрги-ческих соединений (например, АТФ) и др [c.270]

Таким образом, ясно, что в схему, показанную на рис. 4.17, мы должны включить X, которую обычно называют энергизованным интермедиатом или первичным макроэргом (рис. 4.18). [c.93]

С другой стороны, по Вильямсу, первичный макроэрг представляет собой локальный зарад, образс ванный при отрыве протона от электрона в ходе соответствующей р<еакции. Возникновение такого протона на самом деле представляет собой образование неравновесного состояния, определенного локального центра. Это согласуется с концепцией МакКлэйра о том, что сохраняемая энергия может выполнить работу только в ходе переноса к другой форме сохраняемой энергии. [c.95]

Субстратное фосфорилирование можно приостановить, добавив арсенат. Полагают, что это обусловлено образованием макроэрги-ческого соединения арсената, которое значительно менее устойчиво, чем соответствующее соединение фосфата. Так, например, если при окислении 3-фосфоглицеринового альдегида заменить фосфат арсенатом, то арсенолиз в реакции (5.6) приведет к образованию карбо-ниларсенатной группы (— СО — ОАзОд ), которая гидролизуется с образованием 3-фосфоглицериновой кислоты. Поэтому в присутствии арсената окисление 3-фосфоглицеринового альдегида в 3-фосфоглицериновую кислоту и восстановление НАД не сопровождается синтезом АТФ. 2,4-Динитрофенол (ДНФ), который разобщает фосфорилирование в дыхательной цепи, не влияет на субстратное фосфорилирование. [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология