Энергия фосфатных связей

В течение длительного времени считали, что АТФ и другие высокоэнергетические соединения, находящиеся в равновесии с ним, представляют собой единственную форму энергии, которая может использоваться живыми клетками во всех энергозависимых процессах. Вопрос о характере связи между транспортом электронов, с одной стороны, и превращением фосфорных соединений, с другой, долгое время оставался неясным. Было установлено, что использование энергетических ресурсов (органических или неорганических соединений при дыхании, света при фотосинтезе) связано с переносом электронов по цепи, состоящей из белковых и небелковых компонентов, способных к обратимому окислению — восстановлению. В результате этого переноса освобождающаяся на отдельных участках дыхательной или фотосинтетической цепи энергия трансформируется в химическую энергию фосфатных связей АТФ. Молекулярный механизм фосфорилирования, сопряженный с электронным транспортом, был неизвестен. [c.100]

Фосфор играет исключительно важную роль в осуществлении обмена энергии в растениях. Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза и энергия, выделяющаяся в процессах окисления, происходящих в растении, накапливается в растениях в виде энергии фосфатных связей определенных соединений. Эта энергия используется растением для роста, поглощения питательных веществ из почвы, синтеза органических соединений. Усиленное снабжение растения фосфором позволяет получать более ранний урожай и более высокого качества. [c.696]

Вся система переноса электронов от субстрата на О2 через длинную цепь переносчиков представлялась бы нерационально громоздкой, если бы единственной целью процесса было соединение электронов с молекулярным кислородом. Другое назначение этого механизма состоит в запасании освобождающейся в процессе электронного переноса энергии путем трансформирования ее в химическую энергию фосфатных связей. [c.365]

Соединение Запас энергии фосфатной связи, кал [c.647]

Внутренний механизм превращения химической энергии фосфатных связей АТФ в работу при сокращении актомиозина остается, однако, еще недостаточно ясным. [c.426]

В виде богатых энергией фосфатных связей, заменяющих связи, которые образуются при нормальном темновом дыхании. [c.160]

Химическая энергия фосфатной связи может быть легко передана другому химическому соединению. В нашем примере — мы ведь говорили [c.77]

Биопотенциалы можно рассматривать как одно из проявлений неравновесности открытой динамической системы, находящейся в определенном стационарном состоянии. Основное значение в возникновении биоэлектрических потенциалов имеют потенциалы, обусловленные неравномерным распределением ионов. Устойчивое неравновесное состояние поддерживается за счет протекающих в клетке процессов обмена веществ. Нарушение нормального течения метаболизма ведет к утрате клеткой жизнеспособности и к исчезновению потенциала покоя. Вследствие сложности процессов, создающих и поддерживающих потенциал покоя клеток, остаются невыясненными роль окислительно-восстановительных процессов и превращение богатых энергией фосфатных связей в активном избирательном транспорте внутриклеточных ионов. Пока все еще неизвестна природа механизмов, обусловливающих избирательное накопление ионов. [c.286]

Энергия, необходимая для создания богатых энергией фосфатных связей, выделяется в результате окисления водорода, содержащегося в метаболите, в воду. Этот процесс не является прямым 2Н-(из метаболита) + /гОг = НгО. На самом деле водород связывается с никотинамидадениндинуклеотидом (НАД), переходит от него к ферменту флавопротеину, затем к цитохрому и, наконец, к кислороду крови [c.332]

Под энергетическими механизмами клетки следует понимать процессы клеточного обмена, с помощью которых энергия внешних энергетических ресурсов превращается в химическую энергию фосфатных связей АТФ [3, 7,21]. [c.418]

Многочисленными экспериментами показано также, что генерировать мембранный потенциал может не только цепь переноса электронов, но и АТФ-аза — фермент, катализирующий гидролиз АТФ. Следовательно, мембранный потенциал, являясь общим продуктом двух источников энергии — энергии переноса электронов и энергии фосфатных связей АТФ, может рассматриваться как универсальный продукт систем энергетического сопряжения [14]. [c.426]

Не следует забывать, что синтез пептида требует затраты энергии. При метаболизме Сахаров энергетическая связь между реакциями распада и синтеза обычно обеспечивается, повидимому, богатыми энергией фосфатными связями (Липман), причем очень заманчивым кажется предположение о том, что эти же связи участвуют и в синтезе пептидов. [c.194]

Энергетика мышц. Мышца потребляет огромное количество энергии. То количество АТФ, которое имеется в мышце, может поддерживать сократительную активность всего лишь на протяжении доли секунды. Однако в мышцах позвоночных богатые энергией фосфатные связи запасаются в виде креатинфосфата. Это соединение в термодинамической шкале стоит выше АТФ, поэтому при участии креатинкиназы может происходить перенос фосфата от креатинфосфата к АДФ [c.460]

Активирование тех звеньев окислительного процесса, которые связаны с образованием и использованием богатых энергией фосфатных связей, должно в свою очередь приводить к усилению синтетических процессов. Действительно, как мы уже видели, заболевание нередко сопровождается накоплением продуктов синтеза, в том числе синтеза ферментов, в тканях, находящихся под влиянием возбудителя инфекции. [c.152]

При окислительном фосфорилировании макроэргические связи в молекуле АТФ образуются за счет химической энергии органических соединений. Используя последние в акте дыхания, клетка реализует эту энергию в процессе переноса электронов дыхательного субстрата на кислород. При фотосинтетическом же фосфорилировании энергия фосфатных связей в АТФ образуется за счет электронов хлорофилла, активированного светом. [c.248]

Энергия фосфатной связи в молекуле глюкозо-6-фосфат на 5 ккал меньще энергии связи фосфата в молекуле АТФ. Этими термодинамическими условиями и определяется свойственный АТФ высокий потенциал переноса фосфатных групп на другие акцепторы с образованием обогащенных энергией фосфорных эфиров последних. [c.251]

На И этапе мономерные молекулы (гексозы, глицерин, жирные кислоты и аминокислоты) подвергаются дальнейшему распаду, в процессе которого образуются богатые энергией фосфатные соединения и ацетил-КоА. В частности, при гликолизе гексозы расщепляются до пировиноградной кислоты и далее до ацетил-КоА. Этот процесс сопровождается образованием ограниченного числа богатых энергией фосфатных связей путем субстратного фосфорилирования. На этом этапе высшие жирные кислоты аналогично распадаются до ацетил-КоА, в то время как глицерин окисля- [c.545]

АДФ и особенно АТФ содержат богатые энергией фосфатные связи. Поэтому при переносе остатка фосфорной кислоты молекулой АТФ на какой-то биологический акцептор (Н—Н) выделяется значительное количество энергии (трансфосфоли-рование), происходящее под действием киназ [c.565]

Аэробные организмы, к которым относятся млекопитающие, получают большую часть энергии за счет биологического окисления, при котором электроны переносятся от органических молекул на молекулу кислорода. Этот перенос совершается длинной цепью ферментов — промежуточных переносчиков электронов (ЦПЭ), функционирующих в форме высокоорганизованных комплексов, прочно связанных с внутренней мембраной митохондрий. Значительная часть свободной энергии электронов запасается при этом в форме энергии фосфатной связи АТФ (окислительное фосфорилироваыие). Все ферменты биологического окисления, или тканевого дыхания, относятся к классу оксидоредуктаз. По химической структуре эти ферменты являются сложными белками. Присутствие окислительно-восстановительных ферментов в тканях и биологических жидкостях может быть обнаружено по их действию на соответствующие субстраты. При изучении действия окислительно-восстановительных ферментов результаты исследования оформляют в виде таблицы [c.111]

В противоположность гидролитической реакции в данной реакции, трансфосфорилазной, энергия фосфатной связи сохраняется. [c.134]

В табл. 18-1 указан выход NADH, FADHj и АТР на отдельных этапах окисления жирных кислот. Изменение стандартной свободной энергии при окислении пальмитиновой кислоты до Oj и HjO составляет около 2340 ккал/моль. При стандартных условиях 7,3-131 = = 956 ккал из этого количества запасается в форме энергии фосфатной связи АТР. Однако если производить расчет изменений свободной энергии на основе истинных концентраций реагирующих веществ и продуктов в условиях клетки, то окажется, что в форме энергии фосфатной связи АТР запасается свыше 80% высвободившейся свободной энергии. [c.559]

В 1954 г. Даниэль Арнон со своими сотрудниками в Калифорнийском университете в Беркли обнаружил, что при фотосинтетическом переносе электронов в освещаемых хлоропластах шпината из ADP и фосфата синтезируется АТР. Одновременно и независимо от них Альберт Френкель в Университете штата Миннесота наблюдал синтез АТР в освещаемых хроматофорах (мембранных пигментсодержащих структурах), выделенных из фотосинтезирующих бактерий. Обе группы исследователей пришли к выводу, что какая-то часть световой энергии, улавливаемой фотосинтетичес-кими системами этих организмов, трансформируется в энергию фосфатной связи АТР. Этот процесс стали назьшать фотосинтетическим фосфорилированием или фотофосфорилированием в отличие от окислительного фосфорилирования, протекающего в дышащих митохондриях. [c.698]

На следующем этапе фермент фосфопируват-гидратаза отщепляет воду от 2-фосфоглицериновой кислоты. Это несколько необычная реакция, так как в данном случае в результате отщепления воды происходит перераспределение внутренней энергии молекулы и возникает богатая энергией фосфатная связь [c.158]

В живых мышцах обычно имеются, как уже указывалось, условия для постоянного ресинтеза не только АТФ, но и других фосфорных соединений, в частности креатинфосфата (КрФ). Действительно, реакция КрФ + АДФ г 7- Кр + АТФ имеет обратимый характер, и, следовательно, избыток АТФ может фосфорилировать в присутствии креатинфосфоферазы свободный креатин (Кр). Именно таким путем энергия важнейших обменных процессов и аккумулируется в высокоэргических, т. е. имеющих большой запас энергии, фосфатных связях креатинфосфорной кислоты. [c.429]

Действительно, реакция КрФ + АДФ = Кр + АТФ имеет обратимый характер, и, следовательно, избыток АТФ может фосфорилировать в присутствии креатинфосфотрансферазы свободный креатин (Кр). Именно таким путем энергия важнейших обменных процессов и аккумулируется в высокоэргических, т. е. имеющих большой запас энергии, фосфатных связях креатинфосфорной кислоты. [c.452]

Таким образом, летательная мускулатура шмеля — это, по-видимому, один из сравнительно редких случаев, когда бесполезная трата богатых энергией фосфатных связей оказывается выгодной для организма. Как полагают Ньюсхолм и сотрудники во время стационарной фазы сбора пиши повышенная темпера тура мышц шмеля поддерживается в основном за счет тепла выделяющегося при коротком замыкании реакций фруктозо дифосфатазы и фосфофруктокиназы. Эта способность к термо генезу позволяет шмелю кормиться в прохладную сырую погоду неблагоприятную для аналогичной деятельности других родственных насекомых (например, пчел рода Apis, у которых нет больших количеств фруктозодифосфатазы, нечувствительной к АМФ). Остается еще неразрешенным важный вопрос о механизмах, выключающих функцию фруктозодифосфатазы у шмеля во время полета такого рода регуляторный эффект, разумеется, жизненно необходим, так как в этот период для поддержания механической работы требуется синтез больших количеств АТФ за счет гликолиза. [c.238]

ГТФ играет очень важную роль. Без его участия не может происходить синхронное перемещение мРНК вдоль рибосомы. Это своего рода мотор рибосомной швейной машины . К сожалению, нам пока совершенно не ясно, как ГТФ осуществляет эту задачу. Скорее всего здесь тоже играют роль богатые энергией фосфатные связи, которые ГТФ содержит точно так же, как и АТФ. Однако детали этого явления не известны. Ясно только одно — без ГТФ невозможно перемещение мРНК относительно рибосом и, следовательно, продолжение синтеза белка. [c.78]

Представление о богатых энергией фосфатных связях было развито в работах Липмана (1941) и Калькара (1941). Эти авторы нашли, что, кроме АТФ, такими связями обладают АДФ, фосфокреатин, фосфоаргинин, ацетилфосфат, фосфоенолпировиноградная кислота и глицерилфосфат. Однако большинство обычных фосфорилированных соединений, таких как глюкозо-6-фосфат, инозитолфосфат или холин-фосфат, имеют низкую энергию при гидролизе. [c.154]

Блюменфельд, Темкин и Скулачев в СССР и Сцент-Дьёрди в США сформулировали, независимо друг от друга, гипотезу о том, что для молекулы АТФ, а также АДФ характерна возможность образования скорпионообразной конфигурации. Фосфатный хвост молекулы запрокинут в сторону адениновой головы . Между аденином и дифосфатным хвостом остается место еще для третьего остатка фосфорной кислоты. Предполагается, что аден1ш преобразует энергию переноса электронов в энергию фосфатных связей, которыми фосфорная кислота присоединяется к находящемуся поблизости дифосфатному хвосту . В таком случае существует возможность переноса электронов с некоторого участка окислительной цепи на АДФ через аденин и ион Mg-+ и облегчается образование устойчивой конфигурации, включающей неорганический фосфат, т. е. образование молекулы АТФ. [c.273]

Особая форма, в которой энергия поступает к фибриллам,— это форма энергии, заключенной в аденозин-трифосфате, сокращенно называемом АТФ. Открытие этого вещества явилось важнейщим достижением биохимии. АТФ — одна пз главных осей, вокруг которых вращается жизнь. В молекуле АТФ имеются три фосфатные группы, связанные атомами кислорода. О. Мейергоф показал, что для образования одной такой связи требуется 11 ООО калорий свободной энергии. Когда связи разрываются, энергия высвобождается. Ф. Липман предложил для этих связей название богатые энергией фосфатные связи . Разрушение таких связей является источником всей мышечной энергии. [c.230]

Катаболизм — это ферментативное расщепление сравнительно крупных пищевых молекул — углеводов, белков и жиров, происходящее преимущественно за счет реакций окисления. В ходе окисления крупные молекулы расщепляются, образуя более мелкие (например, молекулц молочной кислоты, уксусной кислоты, Og, авшиака или мочевины). Катаболизм сопровождается выделением свободной энергии, заключенной в сложных структурах крупных органических молекул, и запасанием ее в-форме энергии фосфатных связей АТФ. [c.106]

Все фосфаты, имеющие большее отрицательное значение стандартной свободной энергии гидролиза, чем АТФ, подразделяют на два класса первые играют роль аккумуляторов энергии, сохраняя ее в форме энергии фосфатных связей, вторые образуются в процессе ферментативных реакций катаболизма. К первому классу относят нуклеозидполифос- [c.413]

В обладающую большим количеством энергии фосфатную связь теоретически могут входить либо карбоксильная группа аминокислот или пептидов (аминоацил фосфаты, стр. 189), либо атомы азота этих соединений. Идентификация ацетилфосфата в некоторых цепных экзергонических реакциях направила внимание Липмана главным образом на ацилфосфатные связи [515]. В этом плане было уже изучено несколько простых ферментативных реакций [c.194]

С чисто химической точки зрения (стр. 189) аминоацилфос-фаты могут весьма легко конденсироваться с N-ациламинокислотами, выделяя неорганический фосфат таким образом, предположение о том, что в процессе биосинтеза пептидов используется энергия фосфатной связи является весьма заманчивой рабочей гипотезой. Можно полагать, что при синтезе образуются либо непосредственно сами пептиды, либо некоторые промежуточные вещества (глутамин, глутатион и т. д.). Как было уже отмечено, последние благодаря наличию в них пептидных связей могут служить источником энергии для дальнейшего синтеза путем транспептидирования [519, 520]. [c.194]

Желудочный сок. Све-жесекретированный желудочный сок представляет собой светло-желтый, сильнокислый раствор, содержащий ферменты пепсин и реннин. Кислотность желудочного сока обусловлена присутствием в нем свободной соляной кислоты, концентрация которой может достигать 0,5%. Пока еще невыяснено, каким образом слизистая оболочка желудка образует такую сильную минеральную кислоту, как НС1. Для объяснения образования соляной кислоты из почти нейтральных жидкостей, таких, как кровь и тканевые жидкости, было предложено несколько теорий. Согласно одной из них, угольная кислота, образующаяся из СО2+Н2О под влиянием фермента угольной ангид-разы, вступает в реакцию с хлористым натрием, давая НС1 + NaH Og. Эту теорию подтверждает высокая концентрация угольной ангидразы в железах желудка. Некоторые исследователи считают, что ионы Н" желудочного сока образуются из продуктов распада глюкозы при участии богатых энергией фосфатных связей АТФ. Кислотность нормального содержимого желудка соответствует [c.341]

Часть энергии окисления аккумулируется в теле бактерии в форме специфических соединений, содержащих богатые энергией фосфатные связи. Эта энергия используется бактериями для восстановления СО2, когда они попадают в среду, лищен-ную H2S. В указанных условиях бактерии выделяют в среду минеральную фосфорную кислоту. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология