Клетка энергетический заряд

Рис. 6,22. Регуляция аэробного распада глюкозы и глюконеогенеза в печени энергетическим зарядом клетки.

Рис. 5. Влияние энергетического заряда клетки на ферментативные реакции, приводящие к образованию АТФ (/), и на реакции, протекающие с расходованием АТФ II).

Энергетический заряд может меняться от нуля, когда присутствует только АМР, до 1,0, что означает превращение в АТР всех молекул АМР. Измерения, выполненные на целом ряде клеток и тканей , показывают, что энергетический заряд обычно лежит в пределах от 0,75 до 0,90. Найти численное значение этой величины не составляет труда, однако, к сожалению, она оказывается не связанной с химическими уравнениями. Предположение о важной роли энергетического заряда клетки в регуляции метаболизма весьма сомнительно . [c.222]

Митохондрии обладают высоким сродством к АДФ, они продолжают фосфорилирование АДФ до тех пор, пока не будет достигнута высокая величина отношения АТФ/АДФ. Для количественной оценки энергетического состояния клетки Д. Аткинсоном введен расчет энергетического заряда системы АТФ—АДФ—АМФ по уравнению [c.202]

Если все содержащиеся в клетке аденозинфосфаты находятся в форме АТФ, то система заполнена до предела и ее энергетический заряд равен 1,0. Если аденозинфосфаты находятся в форме АМФ, то система не содержит высокоэнергетических связей и ее заряд равен 0. От величины энергетического заряда зависят скорости реакций цикла трикарбоновых кислот и других процессов, связанных с образованием или потреблением энергии, поскольку заполнение системы АТФ—АДФ—АМФ высокоэнергетическими фосфатными связями лежит в основе аллостерической регуляции активности ферментов, контролирующих скорости этих процессов. [c.202]

Было принято количественное выражение для энергетического заряда (ЭЗ) клетки [c.497]

Величина энергетического заряда теоретически может колебаться от 1 (в клетке все адениловые нуклеотиды только в виде АТФ) до О (в клетке содержится только АМФ). В растущей культуре величина энергетического заряда клетки равна примерно 0,8. Уменьшение его свидетельствует об ухудшении энергообеспечения организма. Когда эта величина становится ниже 0,5, клетки погибают. [c.124]

Адениловые ну1 леотиды относятся к числу важнейших эффекторов. АМФ и АДФ действуют как положительные эффекторы, стимулирующие скорость энергетических процессов и, следовательно, повышающие выход АТФ. Наоборот, АТФ служит отрицательным эффектором, сигнализирующим о превышении процессов образования АТФ над его потреблением. В результате регуляции процессов синтеза и распада АТФ в клетке поддерживается стационарное энергетическое состояние, характеризующееся так называемым энергетическим зарядом клетки [c.124]

Результаты проведенных исследований позволяют предполагать, что аллостерические ферменты активируются или ингибируются тем или иным аденилатом и что именно это обеспечивает согласованную регуляцию всего метаболизма клетки. Если, например, энергетический заряд клетки возрастает, то активность катаболических ферментов снижается, а активность ферментов, участвующих в процессах синтеза, увеличивается. При уменьшении энергетического заряда наблюдается обратная картина. [c.497]

Если энергетический заряд клетки понижается (количество АТФ уменьшается, а АДФ и АМФ - увеличивается), то ускоряются процессы, ведущие к образованию АТФ, и тормозятся процессы ее использования. Если же энергетический заряд системы превышает нормальный уровень и достигает единицы (много АТФ, мало АДФ и АМФ), го процессы синтеза АТФ тормозятся, а процессы ее использования усиливаются. [c.60]

Аткинсон и его сотрудники обнаружили высокую чувствительность системы к А (резко выраженную сигмоидную зависимость) при каждом фиксированном уровне А X. Авторы отмечают, что такая зависимость должна наблюдаться в том случае, если скорость реакции зависит от соотношения концентраций. В частности, они применяют найденную закономерность к системе энергетических путей обмена, предполагая, что у всех ферментов этой системы, использующих АТФ, кинетика характеризуется именно такой зависимостью от энергетического заряда клетки. Под энергетическим зарядом подразумевается половина среднего числа фосфатных остатков ангидридного характера, приходящихся на молекулу аденозина величина заряда колеблется от нуля (все фосфаты в форме АМФ) до единицы (все фосфаты в форме АТФ). [c.243]

Как можно видеть, эти два типа чувствительности регуляторных ферментов создают потенциальную возможность грубой и тонкой регуляции соответствующих путей обмена. Модуляция энергетическим зарядом — это способ сравнительно грубой регуляции, тогда как модуляция конечными продуктами определенных метаболических путей обеспечивает тонкую настройку метаболической активности. Например, высокий энергетический заряд, как правило, стимулирует процессы, связанные с использованием энергии (АТФ), а специфические метаболиты доставляют клетке добавочную информацию, необходимую для того, чтобы определить, какие из процессов, протекающих с затратой энергии, особенно нужны в данный момент. [c.26]

Энергетический заряд клетки рассчитывают по формуле [c.236]

Прямые скобки указывают на то, что в формуле использованы концентрации этих соединений. Энергетический заряд обозначает степень, в которой общий запас аденозинфосфатов наполнен свободной энергией, т. е. он отражает энергетический статус клетки. [c.70]

Поскольку АТР является необходимым компонентом для работы ДНК-гиразы, должна существовать связь степени сверхспирализации ДНК с энергетическим зарядом клетки, что открывает еще одну возможность для регуляции транскрипции. [c.83]

Координация процессов метаболизма глюкозы, связанных с потреблением энергии и ее образованием, обеспечивается на молекулярном уровне аллостерической регуляцией активности ферментов с помощью энергетического заряда клетки (отношение концентрации АТР к продуктам ее распада). [c.381]

Имеются, правда, данные о том, что прорастание зависит от количества доступной энергии в клетке, которое связано с энергетическим зарядом , рассчитываемым так [c.417]

Одним из основных механизмов регуляции обмена АТФ в клетке является величина энергетического заряда клетки, которая определяется соотношением концентраций АТФ, АДФ и АМФ [c.60]

Энергетический заряд клетки [c.243]

Для оценки влияния системы адениловых нуклеотидов на метаболические процессы пользуются величиной энергетического заряда клетки [c.243]

Аткинсон [2] предположил, что различные ключевые ферменты, участвующие в биоэнергетических и бно-синтезирующих процессах, аллостерически регулируются в ответ на энергетический заряд клетки. Энергетический заряд равен сумме молярной фракции АТР и половины молярной фракции ADP (поскольку 2 моля ADP можно преобразовать в 1 моль АТР через аденилаткина-зу), деленной на общее количество молей аденилатов [c.410]

Согласно его представлениям именно это отношение регулирует всю последовательность реакций окислительного фосфорилирования и от него зависит баланс АТФ-ути-лизирующих и АТФ-продуцирующих реакций. Чтобы осуществить свою регуляторную функцию в клетке, энергетический заряд должен поддерживаться за счет взаимодействия соответствующих метаболических реа11ций нг [c.75]

Скорость цикла трикарбоновых кислот зависит от потребности в АТФ. Высокий энергетический заряд клетки понижает активность цитратсинтазы, изоцитратдегидрогеназы и а-кетоглутаратдегидрогеназы. Еще один важный регуляторный момент—необратимое образование ацетил-КоА из пирувата. В результате пентозофосфатного пути происходит генерирование НАДФН и рибозо-5-фосфата в цитозоле. НАДФН участвует в восстановительных биосинтезах, а рибозо-5-фосфат используется в синтезах РНК, ДНК и нуклеотидных коферментов. [c.359]

Коэффициент 0,5 представляет собой произвольную величину, введенную для удобства (чтобы параметр мог варьировать в пределах от О до 1). Таким образом, энергетический заряд клетки служит мерой ее обеспеченности высокоэнергетическими соединениями в расчете на общее число аденозиновых единиц (аденилатов). Величина его равна единице, когда весь аденилат представлен в форме АТР, и нулю, когда в клетке имеется только АМР. Для клеток в экспоненциальной фазе роста культуры эта величина обычно близка к 0,8. [c.497]

Регуляторные ферменты, как мы уже подчеркивали, чувствуют потребность клетки в конечных продуктах данного метаболического пути. Эта их чувствительность проявляется в двух различных формах 1) все регуляторные ферменты — безразлично, связаны ли они с путями биосинтеза или с путями катаболизма,— находятся в плену у энергетического заряда аде-нилатов клетки (рис. 5). Значение чувствительности к аденила-там легко понять, так как эти соединения (АМФ, АДФ и АТФ) являются важнейшими факторами, обеспечивающими сопряжение [c.25]

Как показано на рис. 11, расщепление АТФ, происходящее при сокращении мышцы, запускает каскад процессов, приводящих к активации гликолиза. Центральную роль здесь играет общий энергетический заряд клетки. Падение концентрации АТФ и сопутствующее повышение содержания АДФ, АМФ и Фн в сильной степени активируют мышечную фосфофруктокина-зу — первый важный регуляторный фермент, действующий ниже гликогенфосфорилазы. [c.49]

Активность многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене клетки, по крайней мере частично регулируется энергетическим статусом клетки, причем главными метаболическими сигналами служат аденилаты. В мышце устрицы реакции, катализируемые обоими интересующими нас ферментами, ведут к образованию высокоэнергетических фосфатов (АТФ в случае пируваткиназы и ИТФ или ГТФ — в случае фосфоенолпируваткарбоксикиназы), и обе они подвержены ингибированию своим продуктом. В этом отношении оба фермента ведут себя в соответствии с концепцией энергетического заряда Эткинсона. Такой механизм, несомненно, способствует физиологическому равновесию в точке разветвления пути фосфоенолпирувата, но сам по себе он не обладает достаточной специфичностью, чтобы им можно было объяснить переход от аэробного обмена к анаэробному. Необходимая специфичность может быть привнесена ионами Н+ и Г-аланином. [c.63]

Теоретически он может колебаться от 1 (только АТФ) до О (только АМФ). В растущей культуре его значение приблизительно равно 0,8. При значении энергетического заряда < 0,5 клетки погибают. АМФ и АДФ являются положительными эффекторами энергодающих процессов, а АТФ — отрицательным эффектором. Можно сказать, что интенсивность катаболических процессов регулируется внутриклеточным содержанием АТФ. [c.236]

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]

В катаболических (энергетических) путях метаболизма отрицательным эффектором для ферментов часто служит соединение, являющееся аккумулятором энергии (АТФ, пирофосфат и др.), тогда как другие компоненты аденилатной системы (АМФ, АДФ) могут выступать в качестве положительных эффекторов. Например, фосфофруктокииаза (КФ 2.7.1.11) активируется АДФ, но ингибируется фосфоенолпируватом. Следовательно, активность рассмотренных ферментов определяется общим энергетическим зарядом клетки последний вычисляется по формуле [c.49]

Существует и другая величина, так называемый энергетический заряд клетки, представляющий собой мольную долк> адениловой кислоты, заряженной путем превращения ее в АТФ [c.29]

Важное значение имеет не только абсолютное количество АТР в клетке, но и соотношение компонентов аденилатной системы, так как АТР, ADP и АМР являются мощными регуляторами метаболических процессов. Д. Аткинсон ввел понятие энергетического заряда (ЭЗ), как меры заполнения аденилатной системы макроэргами [c.45]

В процессе функционирования цикл Кальвина подвергается строгой метаболической регуляции. Особенно тонко регулируется активность фосфорибулокиназы, в частности, чувствительной к энергетическому заряду клетки (активность фермента подавляется избытком АМР) и к степени восстановленности NAD (фермент активируется NADH). Цикл работает эффективно только в условиях нормального снабжения энергией и восстановителями. [c.62]

Фосфор играет особо важную роль в энергетике клетки, поскольку именно в форме высокоэнергетических эфирных связей фосфора (С—О Р) или пирофосфатных связей в нуклеозидди-, нуклеозидтрифосфатах и в полифосфатах запасается энергия в живой клетке. Эти связи обладают высокой стандартной свободной энергией гидролиза (например, 14 кДж/моль у глюкозо-6-фосфата и АМР, 30,5 — у ADP и АТР и 62 кДж/моль — у фосфоенолпирувата). Это настолько универсальный способ запасания и использования энергии, что почти во всех метаболических путях участвуют те или иные фосфорные эфиры и (или) нуклеотиды, а состояние адениннуклеотидной системы (энергетический заряд) — важный механизм контроля дыхания (см. 4.4.3). [c.237]

Исторически сложилось так, что изучение факторов, регулирующих дыхание и энергообмен в клетке, шло параллельно исследованию этого вопроса на изолированных митохондриях [140, 144—146, 148—151, 162, 167, 498]. Позтому по мере того, как становились очевидными ограничения, связанные с использованием кинетического контроля дыхания по Чансу, появились работы, акцентирующие внимание на регуляторной роли адениннуклеотидов в различных метаболических реакциях в клетке. Основываясь на них, в 1966 г. Эткинсон предположил, что энергетический гомеостаз в клетке зависит от энергетического заряда , определяемого как [84] [c.75]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология