Всі роботи на сайті "Курсова інфо" є авторськими і призначені  для допомоги у навчанні. Розміщення, тиражування або відтворення матеріалів із сайту на сторонніх ресурсах відстежується та забороняється відповідно до законодавства України про авторське право! 

Біологічна роль АТФ у вуглеводному обміні

 E-mail | Категорія: Контрольні | Перегляди: 1264 |

структура АТФКонтрольна робота на тему: Біологічна роль АТФ у  вуглеводному обміні.  Напишіть рівняння реакції  взаємодії  АТФ з дефруктозою 6 фосфат.

Аденозинтрифосфорна кислота (АТФ), яка являє собою нуклеотид, утворений приєднанням до аденозинмонофосфорної кислоти (АМФ), що міститься в РНК, двох додаткових молекул фосфорної кислоти (НдРО).

Іншими словами, у складі АТФ містяться аденін, рибоза і три молекули фосфорної кислоти. АТФ синтезується в мито-Хондриті. 

    Видатна роль АТФ визначається її надзвичайною важливістю в забезпеченні клітин енергією, яка звільняється в результаті впливу на АТФ ферменту АТФ-ази, що супроводжується на початку відщеплення однієї молекули фосфорної кислоти і утворенням аденозиндифосфорної кислоти (АДФ), а потім ще двох молекул фосфорної кислоти і переходом АДФ в аденозинмонофосфорну кислоту (АМФ). Фосфорно-кисневі зв'язку в АТФ (їх два) називають макроергічні, позначаючи їх символом Р.

        АТФ  містяться в тканинах усіх організмів у зв’язаному з білками стані та у вигляді комплексів з іонами Mg2+ та Ca2+. 

           АТФ беруть участь в обміні речовин та енергії – скороченні м’язів, біосинтезі білків та нуклеїнових кислот, нервовому збудженні, синтезі різних біополімерів клітини, транспорті речовин та іонів, в інших процесах, які відбуваються зі збільшенням вільної енергії та сполучені з гідролізом АТФ.                    

                Приєднання фосфорних груп до АМФ супроводжується акумуляцією енергії в макроергічних сполуках — АДФ і АТФ. Кінцеві фосфатні залишки відщеплюються від молекули АТФ за допомогою ферментів аденозинтрифосфатаз. У результаті вивільнюється енергія (30–40 кДж з розрахунку на один фосфат). 

           Фосфорилювання АДФ з утворенням АТФ в живих організмах відбувається при сполученні цієї реакції з окиснювально-відновними реакціями. Розрізняють три типи сполучення: в гліколізі, що відбувається в цитоплазмі; при окиснювальному фосфорилюванні, яке має місце в мембранах мітохондрій та хлоропластів; сполучення, що має місце в клітинах бактерій. Крім енергетичної аденозин-5»-фосфорні кислоти виконують також функції алостеричних регуляторів активності ряду ключових ферментів.

          Крім зазначених аденозиннуклеотидів відомі нуклеотиди, в яких фосфорна кислота одночасно етерифікує (зв’язує) дві гідроксильні групи пентозного залишку, утворюючи циклічну аденілову кислоту (аденозин 3»,5»-цикломонофосфат (цАМФ)). Циклічні нуклеотиди є важливими регуляторами внутрішньоклітинних процесів.

           Жива клітина є далека від рівноваги хімічна система,  адже наближення живої системи до рівноваги означає її розпад і смерть. Продукт кожного фермента звичайно швидко витрачається, оскільки використовується в якості субстрата іншим ферментом даного метаболічного шляху. Ще більш важливо, що велика кількість ферментативних реакцій зв’язана з розщепленням АТФ на АДФ та неорганічний фосфат. Щоб це було можливим, пул АТФ в свою чергу повинен підтримуватись на рівні, далекому від рівноваги, так щоб відношення концентрації АТФ до концентрації продуктів його гідролізу було високим. Таким чином, пул АТФ відіграє роль ‘акумулятора’, що підтримує постійний переніс в клітині енергії та атомів по метаболічним шляхам, що визначаються присутніми ферментами. 

          Отже, розглянемо процес гідролізу АТФ і його вплив на роботу ферментів. Уявімо собі типовий біосинтетичний процес, при якому два мономери - А та Б - повинні об’єднатись між собою в реакції дегідратації (її також називають конденсацією), що супроводжується виділенням води : 

А - Н + Б - ОН — АБ + Н2О 

Зворотня реакція, яку називають гідролізом, в якій молекула води руйнує ковалентно зв’язану сполуку А - Б, майже завжди буде енергетично вигідною. Це має місце, наприклад, при гідролітичному розщепленні білків, нуклеїнових кислот і полісахаридів на субодиниці. 

 Загальна стратегія, за якою відбувається утворення клітини А - Б із А - Н та Б - ОН, включає в себе багатоступінчасту послідовність реакцій, в результаті яких відбувається зв’язування енергетично невигідного синтезу потрібних сполук із збалансованою вигідною реакцією. 

       Гідролізу АТФ відповідає велика негативна величина ^ G, тому гідроліз АТФ часто відіграє роль енергетично сприятливої реакції,завдяки якій здійснюються внутрішньоклітинні реакції біосинтезу. 

          На шляху від А - Н та Б - ОН до А - Б, пов’язаному з гідролізом АТФ, енергія гідролізу спочатку переводить Б - ОН в високоенергетичну проміжну сполуку, яка потім безпосередньо реагує з А - Н, утворюючи А - Б. Найпростіший механізм даного процесу включає в себе переніс фосфата від АТФ до Б - ОН з утворенням Б - ОРО3, або Б - О - Р, причому в цьому випадку сумарна реакція відбувається лише у дві стадії: 

1) Б - ОН + АТФ — Б - О - Р + АДФ 

2) А - Н + Б - О - Р — А - Б + Р 

Оскільки проміжна сполука Б - О - Р, що утворюється в процесі реакції, потім знову руйнується, сумарні реакції можна описати за допомогою наступних рівнянь : 

А- Н + Б - ОН — А - Б та АТФ — АДФ + Р 

Перша, енергетично невигідна реакція, виявляється можливою тому, що вона зв’язана з другою, енергетично вигідною реакцією (гідроліз АТФ). Прикладом зв’язаних біосинтетичних реакцій подібного типу може бути синтез амінокислоти глутаміна. 

Величина ^ G гідролізу АТФ до АДФ і неорганічного фосфата залежить від концентрації всіх реагуючих речовин і за звичайних для клітини умов лежить в межах від -11 до -13 ккал / моль. Реакція гідролізу АТФ, зрештою, може бути використана для здійснення термодинамічно невигідної реакції із значенням ^ G, рівним приблизно +10 ккал / моль, звичайно, за присутності відповідної послідовності реакцій. Однак для багатьох реакцій біосинтезу виявляється недостатнім навіть ^ G = -13 ккал / моль. В цих та інших випадках шлях гідролізу АТФ змінюється таким чином, що спочатку утворюються АМФ і РРі (пірофосфат). На наступній стадії пірофосфат також піддається гідролізу ; загальна зміна вільної енергії всього процесу становить приблизно -26 ккал / моль. 

        Яким чином енергія гідролізу пірофосфату використовується в біосинтетичних реакціях ? Один з шляхів можна продемонструвати на прикладі наведеного вище синтезу сполуки А - Б із А - Н та Б - ОН. При допомозі відповідного ферменту Б - ОН може вступити в реакцію з АТФ і перетворитися на високоенергетичну сполуку Б - О - Р - Р. Тепер реакція складається з трьох стадій : 

1) Б - ОН + АТФ — Б - О - Р - Р + АМФ 

2) А - Н + Б - О - Р - Р — А - Б + РРі 

3) Ррі + Н2О — 2Рі

Сумарну реакцію можна представити у наступному вигляді : А - Н + Б - ОН — А - Б і АТФ + Н2О — АМФ + 2Рі Оскільки фермент завжди прискорює каталізовану ним реакцію як в прямому, так і в зворотньому напрямку, сполука А - Б може розпадатися, реагуючи з пірофосфатом (реакція, обернена до стадії 2). Однак енергетично вигідна реакція гідролізу пірофосфату (стадія 3) сприяє підтриманню стабільності сполуки А- Б за рахунок того, що концентрація пірофосфату залишається дуже низькою (це запобігає протіканню реакції, оберненої до стадії 2). 

    Таким чином, енергія гідролізу пірофосфату забезпечує протікання реакції в прямому напрямку. Прикладом важливої біосинтетичної реакції такого типу є синтез полінуклеотида.

       Отже, основним акумулятором і переносником енергії, що використовуються при синтетичних процесах, є аденозинтрифосфорна кислота (АТФ). У складі молекули АТФ є азотиста основа (аденін), цукор (рибоза) і фосфорна кислота (три залишки фосфорної кислоти).

Під впливом фермента АТФ-ази в молекулі АТФ розриваються зв'язки між фосфором і киснем і приєднується одна (а інколи дві) молекули води. Це супроводжується відщепленням одної (а інколи і двох) молекули фосфорної кислоти. Відщеплення кожної із двох кінцевих фосфатних груп у молекулі АТФ відбувається з виділенням великої кількості енергії. Внаслідок цього два кінцеві фосфатні зв'язки в молекулі АТФ дістали назву багатих на енергію зв'язків, або макроергічних. Завдяки макроергічним фосфатним зв'язкам жива клітина має зручну форму зберігання енергії; а у разі потреби ця енергія швидко вивільняється і використовується для життєдіяльності організму.

Література:

1. Фердман Д. Л. Биохимия. М., 1966;

2. Кочетков Н. К. [та ін.]. Химия углеводов. М., 1967; 

3.Семёнов Н. В. Биохимические компоненты и константы жидких сред и тканей человека. М., 1971;

Замовити контрольну роботу з хімії в Житомирі

Калькулятор расчета пеноблоков смотрите на этом ресурсе
Все о каркасном доме можно найти здесь http://stroidom-shop.ru
Как снять комнату в коммунальной квартире смотрите тут comintour.net

Comments: