Уикипедия

Аденозинтрифосфат: Разлика между версии

Интерактивен преглед на историята
← По-стара редакцияПо-нова редакция →
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
ВизуаленУикитекст
м Bot: Automated text replacement (-\"\[\[([а-яА-Я0-9,\–\-\s]*?)\]\]\" +„\1“)
TedMBot (беседа | приноси)
Ботове
60 024 редакции
м други дребни редактирано с AWB
Ред 78:
Производството на АТФ от не-[[фотосинтезиращ]] аеробен еукариот се осъществява главно в митохондриите, които съставляват близо 25% от обема на типичната клетка.
 
С подобни фосфокинази се синтезира АТФ и при други процеси в живите организми като отделни [[Ферментация|фермантации]]. Емблематичен процес в биохимизма на живите [[Аероби|аеробни]] [[еукариоти]] е окислителното фосфорилиране в митохондриите или по – -точно върху вътрешната мембрана. Субстрати на биохимичната реакция са: НАДH.Н, ФАД.Н<sub>2</sub> – крайни продукти от цикъла на Кребс, О<sub>2</sub> и с участието на сложна верига от ензими. [[Хидролиза]]та на АТФ се описва от уравнението: ензим АТФ + Н<sub>2</sub>О → АДФ + Ф + Н<sup>+</sup>
 
В зависимост от възможностите и конкретната поставена задача [[АТФазната]] активност може да бъде регистрирана чрез определяне на концентрацията на един от продуктите – АДФ, неорганичен фосфат или Н<sup>+</sup>. Методически най-лесно и може би по този начин най-често, АТФазната активност се регистрира чрез определяна нарастването на концентрацията на неорганичния [[фосфат]] в хода на реакцията.
 
В [[гликолизата]] глюкозата и [[глицеролът]] се метаболизират до пируват. Гликолизата генерира два еквивалента/М АТФ чрез [[субстратно фосфорилиране]], катализирано от два ензима, [[(1,3-бис)фосфоглицерат киназа]] (ФГК) и [[пируват киназа]]. Произвеждат се също два еквивалента/М на НАДН.Н, които могат да бъдат окислени чрез електрон-транспортната верига и да генерират допълнителен АТФ от ATP синтаза. Пируватът, генериран като краен продукт на гликолиза, е субстрат на [[Цикъл на Кребс|Цикъла на Кребс]] ([[Цикъла на Лимонена Киселина]], [[Цикъл на Трикарбоксиловите Киселини]]).<ref name=":13">{{Cite journal|last=Voet, D.; Voet, J. G.|first=|date=Biochemistry. 1 (3rd ed.). Hoboken, NJ: Wiley.2004: ISBN 978-0-471-19350-0.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref>
 
Гликолизата се разглежда като състояща се от две фази с по пет стъпки всяка. Фаза 1, „подготвителната фаза“, глюкозата се превръща в [[2 d-глицералдехид -3-фосфат]] (Г3Ф). Един АТФ се използва в Реакция 1, а друг АТФ се използва в Реакция 3. Реакции 1 и 3 от гликолиза се наричат ​​„[[Активираща фаза]]“ („[[Подготвителна фаза]]“). Във фаза 2 два еквивалента/М на Г3Ф се превръщат в два М пируват. В реакция 7 се произвеждат две молекули АТФ. В допълнение, реакция 10 се получават още две молекули АТФ. В реакции 7 и 10 АТФ се генерира от АДФ. В гликолизата (в тесен смисъл на терминът, до пируват) се образуват общо две молекули АТФ. Пътят на гликолизата се свързва с Цикъла на Лимонена Киселина впоследствие/ при аеробни условия,, който произвежда допълнителни еквиваленти/М АТФ (20 – 10 за всяка молекула [[пируват]] по Hinkle).
 
=== Регулация ===
В гликолизата [[хексокиназата]] директно се инхибира от своя продукт, глюкозо-6-фосфат, а [[пируват киназата]] се инхибира от самия Аланин, цАМФ (глюкагон). Ключовата реакция на гликолитичния път е [[фосфофруктокиназата]] (ФФК), която алостерично се инхибира от високи концентрации на АТФ, цитрат, цАМФ (цикличен АМФ) (глюкагон) и се активира от високи концентрации на фруктозо-2,6-бисфосфат (продукт на ФФК2), АМФ, фруктозо-6-фосфат и Фн. Инхибирането на ФФК от АТФ е необичайно, тъй като АТФ също е субстрат в реакцията, катализирана от ФФК; активната форма на ензима е тетрамер, който съществува в две конформации, само една от които свързва втория субстрат фруктоза-6-фосфат (Ф6Ф). Протеинът има две свързващи места за АТФ – [[Активен център|активният център]] е достъпен и при двете конформации R- и T-, но свързването на АТФ към [[Алостеричен център|алостеричният (инхибиторен) център]] стабилизира Т-конформацията, която свързва слабо Ф6Ф.<ref name=":13" /> При ниски конценрации на АТФ гликолизата се усилва и се синтезира АТФ. Редица други малки молекули могат да компенсират индуцираното от АТФ изместване на конформацията и да реактивират отново ФФК, включително цикличен АМФ, [[амониеви йони]], [[Фосфат|неорганичен фосфат]] и [[Фруктозо-2,6--бифосфат|фруктозо-1,6- и -2,6-бифосфат]].<ref name=":10" />,<ref name=":03" />,<ref>{{Цитат книга|last=Косекова Г, Митев В, Алексеев А|first=Медицински Университет – София, 2016|title=Лекции по медицинска Биохимия|year=|month=|publisher=|location=|isbn=|pages=}}</ref>
 
=== Цикъл на Кребс ===
Ред 98:
При окислително фосфорилиране преминаването на електрони от НАДН.Н и ФАДH<sub>2</sub> през електрон-пренасящите вериги изпомпва [[протон]]и от митохондриалния матрикс в междумембранното пространство. Това изпомпване генерира [[протонна движеща сила]], която е нетният ефект на [[pH]] градиент и градиент на [[Електричен потенциал|електрически потенциал]] през вътрешната митохондриална мембрана. Потокът на протони по този потенциален градиент – тоест от интермембранното пространство към матрикса води до синтеза на АТФ от [[АТФ синтаза]].<ref>{{Cite journal|last=Abrahams, J.; Leslie, A.; Lutter, R.; Walker, J.|first="Structure at 2.8 Å resolution of F1-ATPase from bovine heart mitochondria".|date=Nature. 1994: 370 (6491): 621 – 628.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref> Три АТФ се произвеждат на оборот от НАДН.Н (2,5 по Hinkle) и 2 АТФ от ФАДН<sub>2</sub> (1,5 по Hinkle).
 
Въпреки че консумацията на кислород изглежда фундаментална за поддържането на протонната движеща сила, в случай на недостиг на кислород ([[хипоксия]]), вътреклетъчната ацидоза (медиирана от повишени гликолитични нива и ATP хидролиза) допринася за потенциала на митохондриалната мембрана и директно задвижва синтеза на АТФ.<ref>{{Cite journal|last=Devaux, JBL; Hedges, CP; Hickey, AJR|first="Acidosis Maintains the Function of Brain Mitochondria in Hypoxia-Tolerant Triplefin Fish: A Strategy to Survive Acute Hypoxic Exposure?|date=Front Physiol. (January 2019): 9, 1914.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref>.
 
Повечето от АТФ, синтезирана в митохондриите, ще се използва за клетъчни процеси в цитозола; затова той трябва да бъде изнесен от мястото на синтез в митохондриалния матрикс. АТФ движението към цитоплазмата се благоприятства от електрохимичния потенциал на мембраната, тъй като цитозолът има относително положителен заряд в сравнение с относително отрицателния матрикс. За всеки транспортиран АТФ се изразходва 1 H<sup>+</sup>. Следователно, за продукцията и транспорта на един АТФ се изразходват 4H<sup>+</sup>. Вътрешната мембрана съдържа [[антипортер]], [[АДФ/ АТФ транслоказа]], който е [[интегрален мембранен протеин]], използван за обмен на ново синтезиран АТФ в матрикса за АДФ в междумембранното пространство.<ref>{{Cite journal|last=Dahout-Gonzalez, C.; Nury, H.; Trézéguet, V.; Lauquin, G.; Pebay-Peyroula, E.; Brandolin, G.|first="Molecular, functional, and pathological aspects of the mitochondrial ADP/ATP carrier".|date=Physiology. 2006: 21 (4): 242 – 249.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref> Този транслоказа се задвижва от мембранния потенциал, тъй като води до движение на около 4 отрицателни заряда вън от митохондриалната мембрана в замяна на 3 отрицателни заряда, преместени навътре. Необходимо е обаче също така да се транспортира фосфат в митохондриона; фосфатният транспортер придвижва протон с всеки фосфат, частично разсейващ протонния градиент. След завършване на гликолизата, цикъла на лимонена киселина, електронната транспортна верига (дихателната верига) и окислителното фосфорилиране се получават приблизително 30 (32) –36 (38) М ATP за молекула глюкоза.
 
=== Регулация ===
Цикълът на лимонената киселина се регулира главно от наличието на ключови субстрати, по-специално съотношението на НАД+ към НАДН.Н и концентрациите на [[калций]], неорганичен фосфат, АТФ, [[АДФ]] и АМФ. [[Цитрат]] – йонът, който дава името си на цикъла – е инхибитор на обратната връзка на [[цитрат синтазата]] (АТФ и дълговерижни мастни киселини) и също така инхибира ФФК, осигурявайки пряка връзка между регулирането на цикъла на лимонената киселина и гликолизата.<ref name=":3">{{Cite journal|last=Voet, D.; Voet, J. G.|first=|date=Biochemistry. 1 (3rd ed.). Hoboken, NJ: Wiley.2004: ISBN 978-0-471-19350-0.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref>
 
=== Бета-окисление ===
Ред 111:
При окислителното фосфорилиране ключовата контролна точка е реакцията, катализирана от [[цитохром с оксидаза]], която се регулира от наличието на нейния субстрат – редуцираната форма на [[цитохром c]]. Количеството на наличния редуциран цитохром с е пряко свързано с количествата на други субстрати.
 
По този начин, високото съотношение на [НАДН.Н] към [НАД<sup>+</sup>] или високото съотношение [АДФ] [Ф<sub>н</sub>] към [АТФ] предполага голямо количество редуцирана цитохром с и високо ниво на активност на цитохром с оксидаза.<ref name=":3" /> Допълнително ниво на регулиране се въвежда от нивата на транспорт на АТФ и НАДН.Н между митохондриалният матрикс и цитоплазмата.<ref name=":13" />
 
==== Кетоза ====
Ред 159:
 
=== АТФ свързващ касетен транспортер ===
Транспортирането на вещества от клетка срещу концентрационният градиент е често свързано с АТФ хидролиза. Транспортът се медиира от [[АТФ свързващи касетни транспортери]]. Човешкият геном кодира 48 ABC преносители, които се използват за експорт на лекарства, липиди и други съединения.<ref name="Romanov, Roman A.; Lasher, Robert S.; High, Brigit; Savidge, Logan E.; Lawson, Adam; Rogachevskaja, Olga A.; Zhao, Haitian; Rogachevsky, Vadim V.; Bystrova, Marina F.; Churbanov, Gleb D.; Adameyko, Igor; Harkany, Tibor; Yang, Ruibiao; Kidd, Grahame J.; Marambaud, Philippe; Kinnamon, John C.; Kolesnikov, Stanislav S.; Finger, Thomas E">{{Cite journal|last=Romanov, Roman A.; Lasher, Robert S.; High, Brigit; Savidge, Logan E.; Lawson, Adam; Rogachevskaja, Olga A.; Zhao, Haitian; Rogachevsky, Vadim V.; Bystrova, Marina F.; Churbanov, Gleb D.; Adameyko, Igor; Harkany, Tibor; Yang, Ruibiao; Kidd, Grahame J.; Marambaud, Philippe; Kinnamon, John C.; Kolesnikov, Stanislav S.; Finger, Thomas E.|first="Chemical synapses without synaptic vesicles: Purinergic neurotransmission through a CALHM1 channel-mitochondrial signaling complex"|date=Science Signaling. 2018: 11 (529): eaao1815. doi:10.1126/scisignal.aao1815. ISSN 1945 – 0877. PMC 5966022. PMID 29739879.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref>
 
=== Екстрацелуларен сигнал ли невротрансмисия ===
Клетките отделят АТФ за комуникация с други клетки в процес, наречен [[пуринергична сигнализация]]. АТФ служи като невротрансмитер в много части на нервната система, модулира цилиарното биене, влияе върху съдовото снабдяване с кислород и др. АТФ се секретира директно през клетъчната мембрана протеини – канали<ref>{{Cite journal|lastname="Romanov, Roman A.; Lasher, Robert S.; High, Brigit; Savidge, Logan E.; Lawson, Adam; Rogachevskaja, Olga A.; Zhao, Haitian; Rogachevsky, Vadim V.; Bystrova, Marina F.; Churbanov, Gleb D.; Adameyko, Igor; Harkany, Tibor; Yang, Ruibiao; Kidd, Grahame J.; Marambaud, Philippe; Kinnamon, John C.; Kolesnikov, Stanislav S.; Finger, Thomas E.|first="Chemical synapses without synaptic vesicles: Purinergic neurotransmission through a CALHM1 channel-mitochondrial signaling complex"|date=Science Signaling. 2018: 11 (529): eaao1815. doi:10.1126/scisignal.aao1815. ISSN 1945 – 0877. PMC 5966022. PMID 29739879.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Dahl, Gerhard|first="ATP release through pannexon channels"|date=Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2015: 370 (1672): 20140191. doi:10.1098/rstb.2014.0191. ISSN 0962 – 8436. PMC 4455760. PMID 26009770.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref> или се изпомпва във везикули,<ref>{{Cite journal|last=Larsson, Max; Sawada, Keisuke; Morland, Cecilie; Hiasa, Miki; Ormel, Lasse; Moriyama, Yoshinori; Gundersen, Vidar|first="Functional and Anatomical Identification of a Vesicular Transporter Mediating Neuronal ATP Release".|date=Cerebral Cortex. 2012: 22 (5): 1203 – 1214. doi:10.1093/cercor/bhr203. ISSN 1460 – 2199. PMID 21810784.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref>, които след това се сливат с мембраната. Клетките детектират АТФ, използвайки [[пуринергичните рецепторни]] протеини P2X и P2Y.
 
=== Протеин разтворимост ===
Ред 168:
 
== АТФ аналози ==
Биохимичните лаборатории често използват ''[[In Vitro|in vitro]]'' изследвания за изследване на АТФ-зависими молекулуни процеси. АТФ аналозите се използватсъщо в [[Х-рентгеновата кристалография]] за определяне на [[протеинова структура]] в комплекс с АТФ, често заедно с други субстрати.
 
[[Ензимните инхибитори]] на АТФ-зависимите ензими като [[кинази]] са необходими за изследване на [[местата на свързване]] и [[състояния на преход]], участващи в АТФ-зависими реакции.
Ред 177:
 
== История ==
ATP е открит през 1929 г. от [[Карл Лохман]]<ref>{{Cite journal|last=Lohmann, K.|first="Über die Pyrophosphatfraktion im Muskel" [On the pyrophosphate fraction in muscle].|date=Naturwissenschaften (in German). August 1929: 17 (31): 624 – 625. doi:10.1007/BF01506215.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref> и Джендрасик<ref>{{Cite journal|last=Vaughan, Martha; Hill, Robert L.; Simoni, Robert D.|first="The Determination of Phosphorus and the Discovery of Phosphocreatine and ATP: the Work of Fiske and SubbaRow|date=Journal of Biological Chemistry. 2002: 277 (32): e21. Archived from the original on 2017-08-08. Retrieved 2017-10-24.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref> и независимо от Сайръс Фиске и [[Йелапрагадада Суба Рао]] от [[Медицинското училище в Харвард]],<ref>{{Cite journal|last=Maruyama, K.|first="The discovery of adenosine triphosphate and the establishment of its structure".|date=J. Hist. Biol. March 1991: 24 (1): 145 – 154. doi:10.1007/BF00130477.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref>, двата екипа се състезават един срещу друг, за да намерят тест за фосфор.
 
[[Фриц Алберт Липман]] през 1941 г. беше предложен да бъде посредник между енергодобивните и енергоемките реакции в клетките.<ref>{{Cite journal|last=Lipmann, F.|first="Metabolic generation and utilization of phosphate bond energy".|date=Adv. Enzymol. 1941: 1: 99 – 162. ISSN 0196 – 7398.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref>
Взето от „https://bg.wikipedia.org/wiki/Аденозинтрифосфат“.