Vysokoenergetický fosfát - High-energy phosphate

Vysokoenergetický fosfát může znamenat jednu ze dvou věcí:

  • The fosfát -fosfátové vazby vytvořené, když sloučeniny jako adenosindifosfát (ADP) a adenosintrifosfát (ATP) jsou vytvořeny.
  • Sloučeniny, které obsahují tyto vazby, které zahrnují nukleosiddifosfáty a nukleosidtrifosfáty, a vysokoenergetické zásobní sloučeniny svalu, fosfageny. Když lidé mluví o vysokoenergetickém fosfátovém bazénu, mluví o celkové koncentraci těchto sloučenin s těmito vysokoenergetickými vazbami.

Vysokoenergetické fosfátové vazby jsou pyrofosfát vazby, kyselina anhydrid vazby vytvořené převzetím kyselina fosforečná deriváty a dehydratují je. V důsledku toho hydrolýza těchto vazeb je exergonický za fyziologických podmínek uvolňuje energii.

Fosfátové reakce s vysokou energií
Reakce
ATP + H2O → ADP + Pi
ADP + H2O → AMP + Pi
ATP + H2O → AMP + PPi
PPi + H2O → 2 Pi

Kromě PPi → 2 stri, tyto reakce obecně nesmějí v lidské buňce nekontrolovaně, ale místo toho jsou spojeny s jinými procesy, které potřebují energii k jejich dokončení. Fosfátové reakce s vysokou energií tedy mohou:

  • dodávají energii buněčným procesům a umožňují jim běžet
  • spojit procesy s konkrétním nukleosidem, což umožňuje regulační kontrolu procesu
  • vyhnat reakci z rovnováhy (vyhnat ji doprava) podporou jednoho směru reakce rychleji, než se rovnováha může uvolnit.

Jedinou výjimkou je hodnota, protože umožňuje jedinou hydrolýzu, ATP + H2O → AMP + PPi, účinně dodávat energii hydrolýzy dvou vysokoenergetických vazeb hydrolýzou PPi je dovoleno jít do dokončení v samostatné reakci. AMP se regeneruje na ATP ve dvou krocích, s rovnovážnou reakcí ATP + AMP ↔ 2ADP, následovanou regenerací ATP obvyklými prostředky, oxidační fosforylace nebo jiné cesty produkující energii, jako je glykolýza.

Vysokoenergetické fosfátové vazby jsou často označovány znakem „~“. V této „squiggle“ notaci se ATP stává A-P ~ P ~ P. Zápis klikyháku vynalezl Fritz Albert Lipmann, který poprvé navrhl ATP jako hlavní molekulu přenosu energie buňky, v roce 1941.[1] Zdůrazňuje zvláštní povahu těchto vazeb.[2] Stryer uvádí:

ATP se často nazývá vysoce energetická sloučenina a jeho fosfoanhydridové vazby se označují jako vysokoenergetické vazby. Na samotných dluhopisech není nic zvláštního. Jsou to vysokoenergetické vazby v tom smyslu, že volná energie se uvolňuje, když jsou hydrolyzovány, z výše uvedených důvodů. Lipmannův výraz „vysokoenergetická vazba“ a jeho symbol ~ P (squiggle P) pro sloučeninu s vysokým potenciálem přenosu fosfátových skupin jsou živé, výstižné a užitečné notace. Ve skutečnosti Lipmannova klika hodně podnítila zájem o bioenergetiku.

Pojem „vysoká energie“ ve vztahu k těmto vazbám může být zavádějící, protože negativní změna volné energie není způsobena přímo rozpadem samotných vazeb. Lámání těchto vazeb, stejně jako lámání většiny vazeb, je endergonický a spotřebovává energii, místo aby ji uvolňoval. Negativní energie zdarma změna přichází místo toho ze skutečnosti, že vazby vytvořené po hydrolýze - nebo fosforylace zbytku ATP - mají nižší energii než vazby přítomné před hydrolýzou. (To zahrnuje Všechno vazeb zapojených do reakce, nejen samotných fosfátových vazeb). Tento účinek je způsoben řadou faktorů, včetně zvýšených rezonanční stabilizace a solvatace produktů vzhledem k reaktantům.

Reference

  1. ^ Lipmann F (1941). "Metabolická tvorba a využití energie fosfátových vazeb". Adv. Enzymol. 1: 99–162. ISSN  0196-7398.
  2. ^ Lubert Stryer Biochemie, 3. vydání, 1988. Kapitola 13, str. 318

Další čtení

  • McGilvery, R. W. a Goldstein, G., Biochemie - funkční přístup, W. B. Saunders a spol., 1979, 345–351.