Высокоэнергетическое соединение

Cтраница 1

Высокоэнергетические соединения ( макроэргические, богатые энергией) - соединения, которые при физиологических условиях характеризуются большой отрица-тельной величиной свободной энергии гидролиза. Высокоэнергетическими считают такие вещества, величина свободной энергии гидролиза которых при физиологических значениях рН 7 более отрицательна, чем т - 29 3 кДж / моль. Все высокоэнергетические соединения объединены в несколько групп. Наиболее важная из них - группа производных фосфорной кислоты, в которую входят ангидриды фосфорной кислоты, ацил-фосфаты, гуанидинфосфаты и енолфосфаты. [1]

Высокоэнергетические соединения, в которых ДО0 выше - 30 6 кДж, в ферментативных реакциях способны отдавать фосфатные группы АДФ с образованием АТФ. Таким образом, они могут быть локальными аккумуляторами энергии и освобождать ее при первой необходимости через стадию сосредоточения в АТФ. [2]

Биосинтез высокоэнергетических соединений является способом запасания энергии в химически доступной форме. Важную роль в этом играют аденозинфосфор-ные кислоты - производные нуклеозида - аденознна. Аденозин представляет собой N-гликозид D-рибозы и аденина, относящегося к пуриновым основаниям. С рибофура-нозным циклом связаны остатки ортофосфорной или полифосфорных кислот. [3]

Класс высокоэнергетических соединений включает в себя несколько вполне определенных групп. Наиболее интересной из них является группа производных фосфорной кислоты, в которую входят ангидриды фосфорной кислоты, ацилфосфаты, гуанидинфосфаты и енолфосфаты. Кроме того, к макроэргическим соединениям относятся также тиоловые эфиры, эфиры аминокислот и дигидропиридины. [4]

Полиметафосфаты - высокоэнергетические соединения, представляющие линейный полимер неопределенного размера. [5]

Наиболее распространенное и чрезвычайно важное высокоэнергетическое соединение, участвующее в процессах метаболизма, включая сохранение энергии, ее использование и транспорт - АТФ. [6]

АТР и ADP представляют собой высокоэнергетические соединения. [7]

Высокую свободную энергию гидролиза высокоэнергетических соединений, содержащих фосфатные группы, объясняют разными причинами. Особую роль придают увеличению резонансной стабилизации и уменьшению электростатического отталкивания в результате гидролиза. Если посчитать число резонансных форм АТФ 4 и сравнить их с суммой различных резонансных форм АДФ3 - и НРО, то действительно получается, что гидролиз должен приводить к резонансной стабилизации. Что касается электростатического отталкивания, существующего между четырьмя близко расположенными и отрицательно заряженными атомами кислорода в АТФ, то оно в самом деле должно ослабляться в результате отщепления концевого фосфата. Это связано с тем, что два продукта, АДФ3 и НРО2, довольно легко уходят в воду и поэтому силы отталкивания между их одноименными зарядами уменьшаются. [8]

Кроме того, образуется молекула высокоэнергетического соединения. [9]

Тиоловые эфяры также относятся к высокоэнергетическим соединениям. Ацетил - КоА, стандартная свободная энергия которого при физиологических рН составляет около - 32 6 кДж / моль - представитель этих зфиров. [10]

Как указывалось выше, лучшим примером высокоэнергетического соединения может служить ангидрид фосфорной кислоты - АТФ. Из табл. 5 видно, что при гидролизе 1 моль этого соединения до АДФ и неорганического фосфата или до АМФ и пирофосфата выделяется более 7 ккал свободной энергии. Приблизительно такими же величинами AG при рН 7 характеризуются и другие ангидриды фосфорной кислоты. Способность соединений этого типа выделять большое количество энергии при гидролизе легче всего понять, рассмотрев химически более простое, но весьма близкое по своей природе соединение - ангидрид уксусной кислоты. Большая отрицательная величина изменения свободной энергии, характеризующая гидролиз ангидрида уксусной кислоты при рН 7, определяется двумя факторами. Первый из них - это стабилизация электрофиль-ного карбонильного атома углерода за счет подачи к нему электрона и его дестабилизация при оттягивании электрона. Поскольку ацетильная группа является достаточно сильным электроноакцепторным заместителем, замещение приводит к дестабилизации ангидрида уксусной кислоты по отношению к продуктам реакции гидролиза. Влияние этого фактора легко почувствовать, сравнив реакционную способность ацетилхлорида, ангидрида уксусной кислоты, ацетилфосфата, этилацетата и ацетамида. Хотя в названном ряду действуют, конечно, и другие факторы, однако четко видно, что реакционная способность этих производных уксусной кислоты уменьшается при уменьшении электроноакцепторной способности заместителя у карбонильного углерода. [11]

Гуанозинтрифосфат ( GTP) - еще одно высокоэнергетическое соединение, структура которого аналогична структуре АТР, отличие заключается только в том, что вместо аденинового основания в его состав входит гуаниновое. Хотя GTP находит меньшее использование в биологических системах, чем АТР, тем не менее это соединение участвует в некоторых процессах, требующих затраты энергии, например при синтезе пептидной связи на рибосомах. [12]

Процессы брожения обеспечивали ранние метаболизирующие системы достаточным количеством высокоэнергетических соединений типа АТФ. [13]

Образующиеся тиоэфиры ( ацил - КоА) являются высокоэнергетическими соединениями, легко гидролизуются и поэтому играют роль доноров ацильных групп и энергии. Кофермент А активно участвует в обмене ( метаболизме) углеводов и жиров. [14]

Схема переноса электронов и протонов по электрон-транспортной цепи и протонной АТФ-синтазы. [15]

Страницы: 1 2 3