Фосфатная группа

Соединения фосфора играют важную роль в биологических системах. Этот элемент входит, например, в состав фосфатных групп молекул РНК и ДНК, ответственных за биосинтез белков и передачу наследственной информации. Он входит также в состав молекул аденозинтрифосфата (АТФ), при помощи которых запасается энергия в биологических клетках [c.326]

Рис. 3.6. Изменения концентрационного инкремента скорости ультразвука прн ионизации фосфатной группы в составе различных соединений [149, 163].

На рис. 21-21 показано строение молекулы аденозинтрифосфата (АТФ), играющего ключевую роль в биохимическом процессе запасания энергии. Эта молекула построена из аденина (см. рис. 21-3), рибозы (моносахарид с пятью атомами углерода) и трех связанных в цепочку фосфатных групп. Концевая фосфатная группа в АТФ может гидролизоваться, или отщепляться, с присоединением к продуктам ионов ОН и Н от воды, в результате чего образуются ортофосфорная кислота и аденозиндифосфат (АДФ). Далее АДФ может снова разлагаться с образованием еще одной фосфатной группы и аденозинмонофосфата (АМФ). Наконец, отщепление последней фосфатной группы приводит к образованию аденозина. При отщеплении каждой из первых двух фосфатных групп высвобождается свободная энергия 30,5 кДж моль а при отщеплении третьей-только 8 кДж моль" Именно АТФ, а точнее его первая фосфатная связь (крайняя слева на рисунке) является главным местом запасания энергии в любой живой клетке. Каждый раз, когда молекула глюкозы биохимиче- [c.327]

Фосфатная группа легко образует ряд ковалентных соединений от простых эфиров (триметил- или триэтилфосфаты) до сложных макромолекул (ДНК или РНК)- Многие из этих соединений важны в биологическом отношении, и их роль никак не связана со структурой ДНК и РНК. Действительно, точно так же, как ряд аминокислот не обязательно входит в состав белков [c.118]

Другим примером использования метода молекулярного щупа является исследование гидратации фосфатной группы нуклеозидов и нуклеотидов [149, 163]. В качестве гидратационной характеристики использовался эффект ионизации этой группы, наблюдаемый по скорости распространения ультразвука в растворе (изменения скорости ультразвука отражают изменения объема и сжимаемости при ионизации молекулы). На рис. 3.6 представлены схематические изображения исследо- [c.49]

Схема, показывающая, как ионы Мд скрепляют отрицательно заряженные фосфатные группы в центре сложной спирали. [c.56]

Беря теоретическое количество воды, можно без труда удалить хлор из фосфатной группы, по получить путем гидролиза п-фенол-сульфохлорид не удается [c.276]

Оставался еще вопрос о том, что нейтрализует отрицательные заряды фосфатных групп в скелете ДНК. Фрэнсис, как и я, почти ничего не знал о том, как располагаются в пространстве неорганические ионы. Увы Самым крупным в мире авторитетом в области структурной химии ионов был сам Лайнус Полинг. И если для решения проблемы необхо- [c.51]

Хотя в Орле Фрэнсис и завладел разговором, он уже не чувствовал себя мудрым учителем, поучающим бедных провинциальных детишек, которым до этого никогда не приходилось иметь дело с первоклассным интеллектом. Всем было ясно, у кого на руках козыри. Оставалось одно извлечь из этого дела хоть какую-то пользу и договориться о серии новых экспериментов. В частности, всего за несколько недель можно было бы установить, зависит ли структура ДНК от каких-то конкретных ионов, нейтрализующих отрицательно заряженные фосфатные группы. Это рассеяло бы гнетущую неуверенность относительно роли ионов Мд +. После этого можно было бы снова взяться за моделирование — в случае удачи еще до рождества. [c.60]

И сразу я почувствовал что-то неладное, хотя ошибку нашел только, когда как следует разглядел рисунки. И тут я понял, что фосфатные группы в модели Лайнуса не ионизированы, а каждая содержит связанный атом водорода и поэтому в целом нейтральна. В определенном смысле нуклеиновая кислота Полинга вовсе не была кислотой. Эти нейтральные фосфатные группы не были второстепенной деталью как раз их атомы водорода образовывали водородные связи, скреплявшие три переплетенные цепи. Без них цепи сразу же развалились бы и структура распалась. [c.92]

Согласно тому, что я знал о химии нуклеиновых кислот, фосфатные группы вообще не могли содержать связанные атомы водорода. Никто никогда не сомневался в том, что ДНК — довольно сильная кислота. А потому в условиях организма вблизи от отрицательно заряженных фосфатных групп ДНК всегда находятся положительно заряженные ионы — скажем, натрия или магния, которые их нейтрализуют. Все наши рассуждения о двухвалентных ионах, которые скрепляют между собой цепи ДНК, были бы лишены всякого смысла, если бы фосфаты прочно удерживали атомы водорода. И все же Лайнус — бесспорно, самый [c.92]

Обычно только поздно вечером, вернувшись домой, я пытался разгадать тайну оснований. Их формулы приведены в небольшой книге Дж. Н. Дэвидсона Биохимия нуклеиновых кислот , и у меня в Клэр был ее экземпляр. Поэтому я не сомневался, что правильно рисую крохотное изображение оснований. Мне хотелось расположить основания в центре молекулы таким образом, чтобы внешние цепи оказались совершенно регулярными, то есть чтобы сахаро-фосфатные группы каждого нуклеотида имели одинаковую пространственную конфигурацию. Но всякий раз, пытаясь решить эту задачу, я наталкивался на препятствие, заключавшееся в том, что у всех четырех оснований совершенно разная форма. Кроме того, у нас были причины считать, что последовательность оснований в любой полинуклеотидной цепи весьма нерегулярна. И если просто наугад скручивать две такие цепи, получалась чепуха. Основания покрупнее кое-где должны были соприкасаться, а там, где друг против друга располагались основания поменьше, между ними приходилось оставлять промежуток, ибо соответствующие участки остова недопустимо прогибались. Чтобы этого избежать, нужно было придумать какой-нибудь хитрый прием. [c.103]

Ранее уже говорилось о важной роли фосфатной группы в ДНК и РНК- Она служит составляющей частью молекулярного остова , а также связующим звеном между мономерными единицами. Фосфатная группа обладает важными связывающими свойствами и способна принимать участие в сильных (электростатических) связывающих взаимодействиях с катионами металлов и аминов. [c.117]

Фотосинтез, протекающий в зеленых растениях, может быть подразделен на процессы двух типов фотореакции и синтетические реакции (или, как их принято называть, световые и темиовые реакции). В результате темповых реакций СО2 восстанавливается в глюкозу с использованием атомов водорода из молекулы НАДФН (НАДФ" -это НАД" с фосфатной группой вместо одной рибозной группы —ОН) и энергии от молекулы АТФ [c.335]

Большинство химических реакций, в которых принимают участие фосфатные группы в биологической системе, это реакции либо присоединения (фосфорилирование), либо отщепления (гидролиз) фосфата. При биологическом фосфорилировании источником, или донором, фосфатной группы служит АТР, форма хранения энергии (более подробно см. разд. 3.4.1), причем эту реакцию катализирует фермент, называемый киназой. Как простой пример такой реакции приведем фосфорилирование сахара глюкозы [c.119]

Все вышеприведенные превращения термодинамически допустимы, поскольку образование ангидрида совершается за счет энергии другого ангидридного соединения. Возможно, суммарная концентрация АТР, ADP и АМР в клетке не меняется во времени. Следует отчетливо представлять, что АТР может синтезироваться путем фосфорилирования ADP также другими донорами фосфатной группы, помимо нуклеозидтрифосфатов, и что в клетке существуют метаболические пути, благодаря которым для синтеза АТР используется энергия расщепления сахаров (глюкозы). [c.134]

Другой метод препаративного синтеза АТР разработан недавно Уайтсадсом используется ацетилфосфат в качестве донора фосфатной группы н иммобилизованный фермент (разд. 4.7) в качестве катализатора [30]. Реакция проходит в мягких условиях (при pH, близких к нейтральной среде, и комнатной температуре) относительные (к субстрату) количества нерастворимого полимерного катализатора незначительны катализатор легко удаляется (центрифугированием), а реакция проходит более специфично, чем при неэнзиматическом синтезе (наиример, аденозинтетрафосфат в качестве побочного продукта не образуется). Суммарная реакция сводится к следующему [c.138]

Синтезированный АТР весьма полезен при изучении стереохимических закономерностей и, следовательно, механизма реакции фосфорилирующих ферментов (киназ) (разд. 3.3). Можно представить по крайней мере два механизма, по которым фермент катализирует передачу 7-фосфатной группы от АТР к субстрату. Это может происходить, во-первых, прямым замещением на поверхности фермента с обращением конфигурации хирального у-фосфата [c.140]

Блокирование фосфатных групп [c.166]

В природе распространены системы, в которых небелковый кофер-мент обеспечивает протекание реакции переноса группы (ацильной, оксиметильной, формильной, метильной и др.) один из ферментов переносит группу от первого субстрата к коферменту, а другой — от кофермента ко второму субстрату. Наибольшее биологическое значение имеют, по-видимому, реакции трансфосфорилирования, которые обеспечивают передачу энергии от одного процесса к другому. Переносчиками фосфатной группы служат различные нуклеотиды и нуклеози ды, например аденозиндифосфат (АДФ) [c.16]

Связь Р—о—Р концевой фосфатной группы разрывается при гидролизе, в результате чего образуется аденозиндифосфат (АДФ). Эта реакция сопровождается выделением 33 кДж энергии [c.326]

Аденозин, находясь в одной из трех фосфорилированных форм — аденозинмонофосфата, или адениловой кислоты АК, адено-зиндифосфата АДФ, либо аденозинтрифосфата АТФ, —может ле реносить соответственно одну, две или три фосфатные группы [c.263]

Явление экранирования сильно влияет на свойства биополимеров. Так, стабилизацию вторичной структуры ДНК с ростом ионной силы можно объяснить увеличением степени экранирования заряженных фосфатных групп ее комплементарных цепей ионными атмосферами. [c.206]

При приближении фосфатной группы к другим атомным группам вытесняется часть во-ДЫ из гидратной оболочки и эффект ионизации уменьшается. Эффект ноннзации выражен в см моль (относительное увеличение скорости ультразвука в растворе в пересчете на концентрацию 1 моль/см ). Фосфат натрия — ЫаН2р04 [c.49]

В переносе энергии принимают участие еще две другие молекулы, с которыми следует познакомиться, прежде чем перейти к рассмотрению цикла лимонной кислоты. Одной из них является никотинамидадениндину-клеотид (НАД), структура которого показана на рис. 21-22. Эла молекула напоминает АТФ, так как тоже содержит адениновую группу, рибозу и фосфатную группу. Однако важнейшей частью НАД является никотиновое кольцо, которое может попеременно восстанавливаться и окисляться. Эта молекула является окислительно-восстановительным переносчиком энергии. Когда какой-либо метаболит окисляется на одной из стадий цикла лимонной кислоты, окисленная форма никотинамидадениндннуклеоти-да, НАД , может присоединить два атома Н и восстановиться с образованием НАД Н и Н . Другим важным переносчиком энергии является флавинадениндинуклеотид (ФАД). который восстанавливается в ФАД Н2. Оба этих переносчика энергии питают последнюю производственную линию биохимической фабрики запасания энергии, завершающ ю окислительный цикл дыхательной цепи. Она представляет собой четырехстадийный процесс, в котором принимают участие ферменты-цитохромы и происходит повторное окисление восстановленных переносчиков энергии НАД Н и ФАД Н2. В этом процессе кислород восстанавливается до воды, а выделяющаяся энергия запасается в молекулах АТФ. Каждый раз, когда происходит повторное окисление восстановленной молекулы-переносчика энергии, выделяемая при этом окислении энергия запасается путем синтеза нескольких молекул АТФ. [c.328]

Этот остаток лизина, по-видимому, не участвует в первоначальном связывании фосфоэфира с ферментом [24]. Вместо этого субстрат образует две водородные связи между атомами кислорода фосфатной группы и водородным атомом амидной связи в цепи, а также гидратированным остатком глутамина. Водородные связи увеличивают также электрофильность атома фосфора. Еще одна водородная связь, имеющая важное значение для реакции, образуется между протонированным имидазольным кольцом и атомом кислорода субстрата, который далее отщепляется от атома фосфора. Образование этой водородной связи приводит, помимо связывания, к поляризации электронного облака в направлении, которое облегчит полный отрыв протона от имидазольного кольца в процессе гидролиза субстрата (см. ниже). [c.128]

Конечно, как и в случае образования пептидной связи, затрачивается определенная энергия, и поэтому необходима активация. Синтез фосфодпэфирной связи был бы невозможен при простом смешивании фосфорной кислоты с соответствующими защищенными нуклеозидами. Наконец (см. ниже), может потребоваться даже блокирование фосфатной группы. Хотя это не строго необходимо (и не применялось в первых нуклеотидных синтезах), такой метод имеет свои преимущества и в настоящее время наиболее распространен. [c.154]

Большей активностью обладают оксизамещенные фенолы, замещающая группа которых ионизирована, например оксиуксус-ная группа или кислая фосфатная группа [c.383]

Все эти Процессы этерификации (образование эфира) эндотер" мичны, причем превращения аденозин- -адениловая кислота требует 3 ккал на 1 моль лревращение АК- АДФ требует 9 ккал на 1 моль, а АДФ АТФ — 11 ккал/моль. Поглощение большого количества энергии обозначается волнистой линией на месте связи 0 Р. Следовательно, при образовании этих соединений возрастает их внутренняя энергия, которая затем выделяется в процессе передачи фосфатных групп в живых клетках, эту энергию и использует организм в процессе своей жизнедеятельности. [c.263]

Белки, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), полисахариды являются биологическими полиэлектролитами. В водном растворе Na l ДНК находится в виде двойной спирали, состоящей из двух закрученных относительно друг друга полинуклео-тидных цепей, Полиэлектролитные свойства ДНК обусловлены наличием фосфатных групп. Эти группы нейтрализованы противоионами — ионами Na+. Коионами являются ионы СГ. Из-за высокой плотности зарядов фосфатных групп в двухспиральной ДНК доля диссоциированных противоионов равна [c.211]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология