Высокоэнергетический фосфат - High-energy phosphate

Высокоэнергетический фосфат может означать одно из двух:

  • В фосфат -фосфатные связи образуются, когда соединения, такие как аденозиндифосфат (ADP) и аденозинтрифосфат (ATP) созданы.
  • Соединения, которые содержат эти связи, включая нуклеозиддифосфаты и нуклеозидтрифосфаты, а также высокоэнергетические соединения мышцы, фосфагены. Когда люди говорят о пуле высокоэнергетических фосфатов, они говорят об общей концентрации этих соединений с этими высокоэнергетическими связями.

Фосфатные связи с высокой энергией пирофосфат облигации, кислота ангидрид связи, образованные путем принятия фосфорная кислота производные и их обезвоживание. Как следствие, гидролиз этих облигаций экзергонический в физиологических условиях, высвобождая энергию.

Фосфатные реакции с высокой энергией
Реакция
АТФ + Н2О → АДФ + Пя
ADP + H2O → AMP + Pя
АТФ + H2O → AMP + PPя
PPя + H2O → 2 Pя

Кроме ППя → 2 Пя, эти реакции, как правило, не могут происходить бесконтрольно в клетке человека, но вместо этого они связаны с другими процессами, требующими энергии для их завершения. Таким образом, высокоэнергетические фосфатные реакции могут:

  • обеспечивают энергией клеточные процессы, позволяя им работать
  • соединять процессы с конкретным нуклеозидом, что позволяет регулировать процесс
  • вывести реакцию из равновесия (прогнать ее Направо), продвигая одно направление реакции быстрее, чем может расслабиться равновесие.

Единственное исключение имеет значение, поскольку оно допускает однократный гидролиз АТФ + Н2O → AMP + PPя, чтобы эффективно поставлять энергию гидролиза двух высокоэнергетических связей, с гидролизом PPя позволяется дойти до завершения в отдельной реакции. АМФ регенерируется в АТФ в два этапа, с равновесной реакцией АТФ + АМФ ↔ 2АДФ с последующей регенерацией АТФ обычными способами, окислительного фосфорилирования или другие пути производства энергии, такие как гликолиз.

Часто высокоэнергетические фосфатные связи обозначаются знаком «~». В этой «волнистой» записи АТФ становится A-P ~ P ~ P. Нотация волнистой нотации была изобретена Фриц Альберт Липманн, который впервые предложил АТФ в качестве основной молекулы, передающей энергию клетки, в 1941 году.[1] Это подчеркивает особый характер этих связей.[2] Штрайер утверждает:

АТФ часто называют высокоэнергетическим соединением, а его фосфоангидридные связи называют высокоэнергетическими связями. В самих облигациях нет ничего особенного. Они представляют собой высокоэнергетические связи в том смысле, что при их гидролизе высвобождается свободная энергия., по причинам, указанным выше. Термин «высокоэнергетическая связь» Липмана и его символ ~ P (волнистая линия P) для соединения, имеющего высокий потенциал переноса фосфатной группы, являются яркими, краткими и полезными обозначениями. На самом деле завитки Липмана во многом стимулировали интерес к биоэнергетике.

Термин «высокая энергия» по отношению к этим связям может вводить в заблуждение, поскольку отрицательное изменение свободной энергии не связано непосредственно с разрывом самих связей. Разрыв этих связей, как и разрыв большинства других, - это эндергонический и потребляет энергию, а не высвобождает ее. Отрицательный свободная энергия изменение происходит вместо этого из-за того, что связи, образованные после гидролиза - или фосфорилирование остатка АТФ - имеют меньшую энергию, чем связи, существующие до гидролиза. (Это включает в себя все связей, участвующих в реакции, а не только самих фосфатных связей). Этот эффект обусловлен рядом факторов, в том числе повышенным резонансная стабилизация и сольватация продуктов по отношению к реагентам.

использованная литература

  1. ^ Липманн Ф (1941). «Метаболическое производство и использование энергии фосфатной связи». Adv. Энзимол. 1: 99–162. ISSN  0196-7398.
  2. ^ Люберт Страйер Биохимия, 3-е издание, 1988 г. Глава 13, с. 318

дальнейшее чтение

  • Макгилвери, Р. У. и Гольдштейн, Г., Биохимия - функциональный подход, W. B. Saunders and Co, 1979, 345–351.