макроэргические соединения

А.Н.Белозерского и декан факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ им. М.В.

Ломоносова.

В.П.Скулачев - выдающийся российский биохимик с мировым именем, лауреат Государственной премии и ряда других российских и международных премий, один из основателей Европейской Академии.

Его основные работы посвящены целому ряду фундаментальных проблем биохимии, в первую очередь, биоэнергетики - разделу биохимии, который изучает процессы получения и трансформации энергии в живых системах.

совершения полезной работы. Она сначала превращает их в одну из

трех конвертируемых форм энергии («энергетических валют»), а именно: в АТФ, протонный или натриевый потенциал, которые затем расходуются для осуществления различных энергоемких процессов.

(АТФ ) и связанной с мембраной (

 либо   ).

3-й закон

«Энергетические валюты» клетки могут превращаться одна в другую. Поэтому получения хотя бы одной из них за счет внешних ресурсов достаточно для поддержания жизнедеятельности.

в живой клетке подразделяют на две группы: локализованные в мембранах

и протекающие в цитоплазме. В каждом случае для «оплаты» энергетических затрат используется своя «валюта»: в мембране это ΔμН+ или ΔμNa+, а в цитоплазме –макроэргические соединения.

— работа, действие] — органические соединения, содержащие богатые энергией (макроэргические)

связи.

Макроэргические соединения присутствуют во всех живых клетках и участвуют в накоплении и превращении энергии; они образуются в результате фотосинтеза, хемосинтеза и биологического окисления.

Макроэргические связи - это ковалентные связи, которые гидролизуются с выделением значительного количества энергии: 30 кДж/моль и более (свободная энергия гидролиза).

в метаболизме и не указывает на истинную величину энергии связей.

Энергия

связи всегда положительна, т.е. требуется энергия для разрыва связи.

Свободная энергия, высвобождающаяся при гидролизе высокоэргичных соединений обязана своим происхождением не разрыву связи, а тому что продукты гидролиза содержат меньше свободной энергии, чем исходные вещества.

(АТФ, ГДФ и их аналоги)

гг. немецким биохимиком Фрицем Липманом была создана концепция АТФ-азного цикла:

в процессе фото- или хемосинтеза энергия депонируется в форме АТФ.

АТФ в клетке расходуется на:
электрическую работу
химическую работу
тепловую работу
механическую
световую работу.

синтеза АТФ.

1) окислительное фосфорилирование – механизм образования АТФ, использующий для

этого энергию градиента электрохимического потенциала, возникающего на внутренней мембране митохондрий.

2) субстратное фосфорилирование – механизм синтеза АТФ, использующий энергию макроэргических соединений, образующихся в процессе метаболизма (1,3- дифосфоглицериновая кислота, сукцинил-КоА и т.д.).

3) синтез АТФ с использованием макроэргов, выполняющих своеобразную роль молекул – депо макроэргических связей (креатинфосфат).

адениловой системой.

Процессы гидролиза и синтеза АТФ происходят с высокой

скоростью, поскольку общий фонд АТФ очень мал и для поддержания процессов жизнедеятельности в клетке его хватает только на несколько секунд.

АТФ4- + H2O -----> АДФ3- + Фн2- + Н+,

в соответствующих концентрациях:

10-3. (АТФ4-); 10-3.(АДФ3-); 10-3.(Фн2-): 10-7.(Н+,) .

Т. о. всякая работа в клетке сопровождается образованием H+, которые захватываются буферами.

1 причина макроэргичности: т. к. концентрация АТФ, АДФ и Фн одинакова (по 10-3 моль), а концентрация Н+ = 10-7 моль, согласно закону соотношения действующих масс равновесие сдвинуто вправо.

ангидридные связи, за счет этого на хвосте молекулы АТФ создается

конформационная напряженность, возникает сила электростатического отталкивания и АТФ отдает молекулу фосфата. И при этом она переходит в более выгодное состояние АДФ + Фн, которое более устойчиво.

точка зрения, что уровень Mg2+ отражает уровень АТФ.