Биологическая роль гидролиза в процессах жизнедеятельности организма
идролиза АТФ в зависимости от от локализации
в клетке может меняться от 40 до 60 кДж/моль. В среднем её принято считать
равной 50 кДж/моль.
В таблице 2 представлены значения стандартной энергии Гиббса гидролиза
некоторых органических фосфатов.
Таблица 2: Стандартные энергии Гиббса гидролиза бионеорганических
соединений
(при рН = 7)
|Соединение |(Gо, кДж/моль |
|Фосфоенолпируват |-61,9 |
|Ацетилфосфат |-43,1 |
|Креатинфосфат |-43,1 |
|Пирофосфат |-33,5 |
|АТФ |-30,5 |
|АТФ |-30,5 |
|Глюкозо-1-фосфат |-20,9 |
|АМФ |-14,2 |
|Глюкозо-6-фосфат |-13,8 |
|Глицеро-1-фосфат |-9,2 |
Из данных этой таблицы видно. Что гидролиз одних фосфатов приводит к
высвобождению несколько большей энергии, чем гидролиз АТФ, других –
меньшей.
Главный путь синтеза АТФ из АДФ – окислительное фосфорилирование. При
этом АДФ фосфорилируется неорганическим фосфатом.:
АДФ + H3PO4 + Энергия > АТФ + Н2О
Реакция энергетически сопряжена с переносом водорода с
восстановленных коферментов на кислород. При этом переносе освобождается
основная часть энергии окисляемых. Энергия синтеза воды из газообразных Н2
и О2 составляет 230 кДж/моль. Практически столько же получается, если
используется водород. Входящий в состав органических соединений.
Энергетическое сопряжение реакций переноса водорода и синтеза АТФ
происходит при участии митохондриальной мембраны и Н+-АТФ-синтетазы.
Другой путь синтеза АТФ из АДФ – субстратное фосфорилирование. В этом
случае механизм сопряжения не требует участия мембран.
Сущность же гидролиза заключается в переносе фосфатных групп от
соединений, которые при гидролизе выделяют больше энергии, чем АТФ, к
фосфорилированным соединениям, выделяющим меньше свободной энергии при
гидролизе, чем АТФ.
Следовательно, АТФ функционирует в клетках как промежуточный продукт,
переносящий энергию и сопрягающий реакции, сопровождающиеся выделением и
потреблением энергии.
При расщеплении сложных органических соединений, например при
окислении глюкозы – клеточного топлива, в клетках выделяется большое
количество энергии. Значительная её часть запасается благодаря сопряжённому
синтезу АТФ и АДФ и неорганического фосфата (Рис.8). При участии
специфичного фермента – фосфотрансферазы – фосфатная группа от
фосфоорганического соединения R1 – фосфат с более высокой, чем АТФ,
энергией, переносится через АДФ. Это приводит к образованию АТФ:
R1-фосфат + АДФ ( R1H + АТФ
АТФ, в свою очередь, под действием другого фермента переносит
концевую фосфатную группу на молекулы органических соединений с меньшей
энергией, чем АТФ, тем самым запасая в них энергию. При этом вновь
образуется АДФ:
R2H + АТФ ( R2-фосфат + АДФ,
где R1-фосфат – фосфорорганическое соединение с более высокой энергией, чем
АТФ; R2-фосфат – фосфорорганическое соединение с более низкой энергией, чем
АДФ.
Энергия гидролиза АТФ в свою очередь используется для обеспечения
разнообразных эндергонических процессов. Реакция фосфорилирования АДФ и
последующего использования АТФ в качестве источника энергии образует
циклический процесс:
Энергия окисляемых веществ
Энергия
Рассмотренные примеры доказывают колоссальную роль гидролиза в
процессах жизнедеятельности организма: На нём основываются процессы питания
и выделения, поддержания гомеостаза (постоянства среды) и перераспределния
энергии.
Список использованной литературы:
1. Николаев А. Я. Биологическая химия – М.: ООО «Медицинское
информационное агенство», 1998.
2. Глинка Н. Л. Общая химия. Изд.19-е. «Химия», 1977.
3. Степаненко Б. Н. Курс органической химии. 3-е издание. М.:
Высшая школа, 1979
4. Большая медицинская эндиклопедия. М.:«Советская энциклопедия»,
1979.
5. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М.:
Высшая школа, 1993 г
| |  скачать работу |
Биологическая роль гидролиза в процессах жизнедеятельности организма |
