Аденозинтрифосфат: Разлика между версии
Изтрито е съдържание Добавено е съдържание
Редакция без резюме |
Редакция без резюме Етикети: липсва шаблон в раздел Източници Визуален редактор |
||
Ред 18:
| pKa = 6,5
}}
'''Аденозинтрифосфорната киселина''' (също '''аденозинтрифосфат''' или '''АТФ''') представлява химично [[макроергично съединение]], което съдържа богати на енергия връзки. Изграден е от 3 основни съставки: азотна база [[аденин]], [[рибоза]] и 3 остатъка от [[фосфорна киселина]], обозначени като alpha (α), beta (β), и за последният gamma (γ) фосфатен остатък. В неутрален разтвор , йонизираният АТФ съществува предимно като ATP<sup>4−</sup>, и малка част като ATP<sup>3−</sup>.
АТФ съдържа в молекулата си 2 макроергични връзки, които при разкъсването си освобождават енергия за нуждите на организма (между α и β, и β и γ фосфатен остатък).
<br />
==== Свързване на метални катийони към АТФ ====
Като полийон и притежаващ потенциално хелираща фосфатна група, АТФ свързва метални катийони с висок афинитет. Свързаващата константа за Mg<sup>2+</sup>
е (9554).<ref>{{Cite journal|last=Wilson, J.; Chin, A.|first="Chelation of divalent cations by ATP, studied by titration calorimetry".|date=Anal. Biochem. 1991: 193 (1): 16–19. doi:10.1016/0003-2697(91)90036-S. PMID 1645933.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref> Свързаването на двувалентенкатийон, почти винаги магнезий , силно повлиява взаимодействието на АТФ с различни протеини. Поради силата на ATФ-Mg<sup>2+</sup> взаимодействието, ATФ съществува в клетките почти изцяло в комплекс с Mg<sup>2+</sup> свързан с фосфатните кислородни центрове.<ref>{{Cite journal|last=Storer A, Cornish-Bowden A.|first="Concentration of MgATP2− and other ions in solution. Calculation of the true concentrations of species present in mixtures of associating ions".|date=Biochem. J. 1976: 159 (1): 1–5. doi:10.1042/bj1590001.|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Garfinkel, L.; Altschuld, R.; Garfinkel, D.|first="Magnesium in cardiac energy metabolism".|date=J. Mol. Cell. Cardiol. 1986: 18 (10): 1003–1013. doi:10.1016/S0022-2828(86)80289-9|title=|url=|journal=|volume=|pages=|via=}}</ref>
Втори магнезиев йон е важен за АТФ свързването в киназните домени. Наличието на Mg<sup>2+ регулира киназната активност.</sup>
= Химични характеристики =
Солите на ATФ могат да бъдат изолирани като безцветни твърди (не течни) вещества.
Циклите на синтез и разграждане на АТФ; 2 и 1 представляват внасяне и освобождаване на енергия съответно
АТФ е стабилен във воден разтвор при pHмежду 6.8 и7.4,в отсъствието на катализатори. При по-екстремни pH стойности, бързо хидролизиро до АДФ и фосфат. Живите организми подържат съотношение на АТФ към АДФ L .10 порядъка от равновесието, а концентрация на АТФ пет пъти по-висока от тази на АДФ В контекстта на биохимичните реакции, P-O-P връзките са отнасят често към [[връзки с висок групов потенциал]] (макро-ергични [[връзки]]).
Хидролизата на АТФ до АДФ и неорганичен фосфат освобождава 30.5 kJ/mol [[енталпия]], с промяна в ссвободната енергия 3.4 kJ/mol. Енергията освободена при разграждането на фосфат (P<sub>γ</sub>) или пирофосфат (PPi) от АТФ при стандартни условия на 1М са:
:
: ATP + H<sub>2</sub>O → ADP + P<sub>i</sub> Δ''G''° = −30.5 kJ/mol (−7.3 kcal/mol)
: ATP + H<sub>2</sub>O → AMP + PP<sub>i</sub> Δ''G''° = −32.2 kJ/mol (−7,7 kcal/mol)<ref name=":0">{{Цитат книга|last=Rodwell VW, Bender DA, Botham KM, Weil PA|first=|title=Harper's Illustrated Biochemistry, 31st Edition|year=|month=|publisher=|location=|isbn=|pages=}}</ref>
Тези съкратени уравнения могат да бъдат написани по-подробно (R = аденозил):
: [RO-P(O)<sub>2</sub>-O-P(O)<sub>2</sub>-O-PO<sub>3</sub>]<sup>4−</sup> + H<sub>2</sub>O → [RO-P(O)<sub>2</sub>-O-PO<sub>3</sub>]<sup>3−</sup> + [PO<sub>4</sub>]<sup>3−</sup> + 2 H<sup>+</sup>
: [RO-P(O)<sub>2</sub>-O-P(O)<sub>2</sub>-O-PO<sub>3</sub>]<sup>4−</sup> + H<sub>2</sub>O → [RO-PO<sub>3</sub>]<sup>2−</sup> + [O<sub>3</sub>P-O-PO<sub>3</sub>]<sup>4−</sup> + 2 H<sup>+</sup>
<br />
== Получаване ==
АТФ може да се получи при разграждането на [[мазнини]], [[белтъци]] (по-малко) и [[въглехидрати]] в основния метаболизъм на клетката. Основното количество АТФ се получава при окислителното фосфорилиране в [[митохондрии]]те.
== Синтезиране ==
АТФ се синтезира в [[клетка]]та при различни метаболитни пътища като (1) [[гликолиза]], [[цикъл на Кребс|(2) цикъл на Кребс]], [[дихателна верига]]/окислително фосфорилиране и бета-окисление. Като цяло процесът на о кисление на глюкозата до въглероден диоксид се, комбинацията н апът 1, 2 и 3 се нарича аеробна гликолиза, продуцираща 30 (32) М АТФ по Hinkle за всяка молекула глюкоза, или още окислително фосфорилиране.<ref name=":0" /> В по-тесен смисъл на терминът окислително фосфорилиране означава фосфорилиране/синтез на АТФ от АДФ и Фн в присъствието на О2 в дихателните вериги на митохондриите, при пренос на редуциращи ексвиваленти Н2 от НАДН.Н и ФАДН2, субстрати на дихателната вериги и продукти на гликолиза (в тесен смисъл до пируват) и Цикъл на Кребс.
АТФ се синтезира в [[клетка]]та при различни метаболитни пътища като [[гликолиза]], [[цикъл на Кребс]], [[дихателна верига]] и други. За едно денонощие в човешкия организъм се получават и използват около 100 – 150 [[мол]]а АТФ (за 50 – 75 кг, т.е. колкото средното женско/мъжко тегло), като една молекула се ресинтезира стотици пъти в денонощие, моментното количество е около 250 грама, времето на съществуване на една молекула АТФ е минута.▼
АТФ продукцията от не-фотосинтезиращите аеробни еукариоти се наблюдава основно в митохондриите, продуциращи около 90% от АТФ в клетките.<ref name=":0" />
▲
=== Окислително фосфорилиране ===
Line 41 ⟶ 75:
Друг процес, в който се синтезира АТФ от АДФ и Ф, е гликолизата. Самият процес протича с участие на ензими – кинази (фосфофруктокиназа). АТФазна активност имат и ензими, които участват в процесите на окислително фосфорилиране в дихателните – електронпренасящи вериги при хлоропласти и митохондрии. Процесът може да се изрази по следния начин: фосфорилиране на АДФ + Ф до АТФ в светлинната фаза на фотосинтезата при пренасянето на електрон от пластхинони на цитохроми. Отделената енергия се акумулира в АТФ; фосфорилиране на АДФ + Ф до АТФ в гликолитичния път на две места; 1,3 фосфоглицерат → 3 фосфоглицерат. В този процес участва ензимът глицератфософкиназа и при превръщането на фосфоенолпирувата в пируват участва ензима пируваткинеза.
С подобни фосфокинази се синтезира АТФ и при други процеси в живите организми като отделни фермантации. Емблематичен процес в биохимизма на живите аеробни еукариоти е окислителното фосфорилиране в митохондриите или по – точно върху вътрешната мембрана. Субстрати на биохимичната реакция са:
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+. 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.
Line 53 ⟶ 87:
АТФсинтетазният комплекс на митохондриите, след разпрягане на окислителното фосфорилиране (в присъствие на динитрофенол, след разрушаване на митохондриите, изолиране на субмитохондриални частици), катализира хидролизата на АТФ. Тази активност може да бъде регистрирана в среда, съдържаща 0,2 М захароза, 10 М KCI; 1 М АТФ, 1 М MgCI, 50 M трис-HCI (pH 7,5). Ако обемът на добавките в реакционната среда е голям и надвишава 1 – 2 %, реакционната среда се приготвя по-концентрирана, така че след внасяне на добавките с известно количество вода крайната концентрация на разтвора да съответства на изчисленията.
== Към 4,9 мл реакционна среда при непрекъснато разбъркване с [[магнитна бъркалка]] се прибавя 0,1 мл ензим. Едновременно с добавянето се отчита началото на реакцията със секундомер. След определен интервал от време (15 сек, 30 сек, 1 мин, 2 мин, 3 мин) от реакционната среда с помощта на автоматична пипета (тип Епендорф) се взима 0,75 мл разтвор, който се пренася в предварително приготвени пластмасови епруветки, поставени в лед, всяка от които съдържа 0,15 мл 3 М HCIO ==
== Външни препратки ==
| |||