Funkcije atf adf amp. Struktura in biološka vloga ATP

Nukleozidni polifosfati. Vsa tkiva v telesu vsebujejo moho-, di- in trifosfate nukleozidov v prostem stanju. Posebej splošno znani so nukleotidi, ki vsebujejo adenin - adenozin-5-fosfat (AMP), adenozin-5-difosfat (ADP) in adenozin-5-trifosfat (ATP) (za te spojine, skupaj z navedenimi okrajšavami v latinici, v domače literature uporabljajo okrajšave ustreznih ruskih imen - AMP, ADP, ATP). Nukleotidi, kot so gvanozin trifosfat (GTP), uridin trifosfat (UTP) in citidin trifosfat (CTP), so vključeni v številne biokemične reakcije. Njihove difosfatne oblike so označene z GDP, UDP in COP. Nukleozidne difosfate in nukleozidne trifosfate pogosto združujemo pod izrazom nukleozidni polifosfati. Vse fosforilirane nukleozide uvrščamo v skupino nukleotidov, natančneje mononukleotidov.

Pomen mononukleotidov je izjemno velik. Prvič, mononukleotidi, zlasti nukleozidni polifosfati, so koencimi številnih biokemičnih reakcij, sodelujejo pri biosintezi beljakovin, ogljikovih hidratov, maščob in drugih snovi. Njihova glavna vloga je povezana s prisotnostjo rezerve energije, akumulirane v njihovih polifosfatnih vezeh. Znano je tudi, da vsaj nekateri nukleozidni polifosfati v majhnih koncentracijah vplivajo na kompleksne funkcije, kot je delovanje srca. Drugič, mononukleotidi so strukturne komponente nukleinskih kislin - visokomolekularnih spojin, ki določajo sintezo beljakovin in prenos dednih lastnosti (preučujejo jih v biokemiji)

AMP adenozin monofosfat

Adenozin difosfat (ADP)

Adenozin trifosfat (skrajšano ATP, angleško ATP)

igrajo ključno vlogo pri presnovi in ​​energiji, saj dodajanje fosfatnih skupin k AMP spremlja kopičenje energije (ADP, ATP - visokoenergijske spojine), njihova cepitev pa je sproščanje energije, ki se uporablja za različne življenjske procese (glej. Bioenergija). V celicah nenehno potekajo medsebojne pretvorbe ATP, ADP in AMP.

12. Protonska teorija kislin in baz I. Brønsteda in T. Lowryja.

Po Bronsted–Lowryjevi teoriji,Kisline so snovi, ki lahko oddajo proton (donorji protonov), baze pa so snovi, ki sprejmejo proton (akceptorji protonov). Ta pristop je znan kot protonska teorija kislin in baz (protolitična teorija).

Na splošno je kislinsko-bazična interakcija opisana z enačbo:

acid base conjugate conjugate base acid

Po mnenju Lewisa, kisle in bazične lastnosti organskih spojin se ocenjujejo s sposobnostjo sprejemanja ali zagotavljanja elektronskega para s kasnejšo tvorbo vezi. Atom, ki sprejme elektronski par, je akceptor elektronov in spojino, ki vsebuje tak atom, je treba uvrstiti med kisline. Atom, ki zagotavlja elektronski par, je donor elektronov, spojina, ki vsebuje tak atom, pa je baza.

Lewisove kisline so akceptorji elektronskih parov; Lewisove baze so donorji elektronskih parov.

13 .Lewisova elektronska teorija. "Trde" in "mehke" kisline in baze.

kislina– delec z nezapolnjeno zunanjo elektronsko lupino, ki lahko sprejme par elektronov ( kislina= akceptor elektronov).

Osnova– delci s prostim parom elektronov, ki jih je mogoče darovati, da tvorijo kemično vez ( osnova= dajalec elektronov).

TO kisline po Lewisu: molekule, ki jih tvorijo atomi s prazno osemelektronsko lupino ( BF3,SO3); kompleksiranje kationov ( Fe3+, Co2+, Ag+, itd.); halogenidi z nenasičenimi vezmi ( TiCl4, SnCl4); molekule s polarizirano dvojno vezjo ( CO2, SO2) in itd.

TO razlogov Po Lewisu vključujejo: molekule, ki vsebujejo proste elektronske pare ( NH3, H2O);anioni ( Сl–,F–); organske spojine z dvojnimi in trojnimi vezmi (aceton CH3COCH3); aromatske spojine (anilin С6Н5NH2, fenol C6H5OH).ProtonH+ v Lewisovi teoriji je kislina (akceptor elektronov), hidroksidni ionOH–– baza (donor elektronov): HO–(↓) + H+ ↔ HO(↓)H.

Interakcija med kislino in bazo vključuje nastanek kemikalije donorska-akceptorska vez med reagirajočimi delci Reakcija med kislino in bazo na splošno: B(↓)baza + kislina↔D(↓)A.

Lewisove kisline in baze.

Po Lewisovi teoriji so kislinsko-bazične lastnosti spojin določene z njihovo sposobnostjo, da sprejmejo ali oddajo par elektronov, da tvorijo novo vez.

Lewisove kisline - akceptorji elektronskih parov, Lewisovi temelji – donorji para elektronov.

Lewisove kisline so lahko molekule, atomi ali kationi, ki imajo prazno orbitalo in so sposobni sprejeti par elektronov, da tvorijo kovalentno vez. Lewisove kisline vključujejo halogenide elementov skupin II in III periodnega sistema, halogenide drugih kovin s prostimi orbitalami in proton. Lewisove kisline sodelujejo v reakcijah kot elektrofilni reagenti.

Lewisove baze so molekule, atomi ali anioni, ki imajo osamljeni par elektronov, ki ga zagotavljajo za tvorbo vezi s prazno orbitalo. Lewisove baze vključujejo alkohole, etre, amine, tioalkohole, tioetre in spojine s p-vezmi. V Lewisovih reakcijah delujejo Lewisove baze kot nukleofilne vrste.

Razvoj Lewisove teorije je vodil do nastanka principa trdih in mehkih kislin in baz (princip HMCO ali Pearsonov princip). Po Pearsonovem principu delimo kisline in baze na trde in mehke.

Trde kisline - To so Lewisove kisline, katerih donorski atomi so majhni, imajo velik pozitivni naboj, visoko elektronegativnost in nizko polarizabilnost. Sem spadajo: proton, kovinski ioni (K +, Na +, Mg 2+, Ca 2+, Al 3+), AlCl 3 itd.

Mehke kisline - – To so Lewisove kisline, katerih donorski atomi so veliki, visoko polarizacijski, imajo majhen pozitivni naboj in nizko elektronegativnost. Sem spadajo: kovinski ioni (Ag +, Cu +), halogeni (Br 2, I 2), Br +, I + kationi itd.

Toge podlage – Lewisove baze, katerih donorski atomi imajo visoko elektronegativnost, nizko polarizabilnost in majhen atomski radij. Sem spadajo: H 2 O, OH -, F -, Cl -, NO 3 -, ROH, NH 3, RCOO - in drugi.

Mehke podlage - Lewisove baze, katerih donorski atomi so zelo polarizacijski, imajo nizko elektronegativnost in velik atomski radij. Sem spadajo: H -, I -, C 2 H 4, C 6 H 6, RS - in drugi.

Bistvo principa HMKO je, da trde kisline reagirajo s trdimi bazami, mehke kisline z mehkimi bazami.

14. Sestava, struktura in vrste izomerizma v etilenskih ogljikovodikih. Fizične lastnosti. polimerizacijske reakcije; mehanizmi reakcije polimerizacije. Oksidacija z oksidanti, ki vsebujejo kisik, in biološka oksidacija.

Sestava, struktura in vrste izomerizma v etilenskih ogljikovodikih

Alkeni ali olefini, etilen - nenasičeni ogljikovodiki, v molekulah katerih obstaja ena dvojna vez med ogljikovimi atomi. (Slide 3) Alkeni vsebujejo manj vodikovih atomov v svoji molekuli kot njihovi ustrezni alkani (z enakim številom ogljikovih atomov), zato se takšni ogljikovodiki imenujejo nenasičeni ali nenasičeni. Alkeni tvorijo homologno vrsto s splošno formulo CnH2n.

Najenostavnejši predstavnik etilenskih ogljikovodikov, njegov prednik je etilen (eten) C 2 H 4. Strukturo njegove molekule lahko izrazimo z naslednjimi formulami:

Po imenu prvega predstavnika te serije se takšni ogljikovodiki imenujejo etilen.

V alkenih so ogljikovi atomi v drugem valenčnem stanju (sp 2 hibridizacija). (Slide 4) V tem primeru se med ogljikovimi atomi pojavi dvojna vez, sestavljena iz ene s-vezi in ene p-vezi. Dolžina in energija dvojne vezi sta 0,134 nm oziroma 610 kJ/mol.Vsi vezni koti NCH so blizu 120º.

Za alkene sta značilni dve vrsti izomerije: strukturna in prostorska. (diapozitiv 5)

Vrste strukturne izomerije:

izomerija ogljikovega skeleta

izomerija položaja dvojne vezi

medrazredna izomerija

Geometrijska izomerija je ena od vrst prostorske izomerije. Izomeri, v katerih so isti substituenti (pri različnih ogljikovih atomih) na eni strani dvojne vezi, se imenujejo cis-izomeri, na nasprotni strani pa trans-izomeri:

Fizične lastnosti
Po fizikalnih lastnostih so etilenski ogljikovodiki blizu alkanom. V normalnih pogojih so ogljikovodiki C 2 -C 4 plini, C 5 -C 17 tekočine, višji predstavniki pa trdne snovi. Njihovo tališče in vrelišče ter gostota se povečujejo z naraščajočo molekulsko maso. Vsi olefini so lažji od vode in v njej slabo topni, vendar topni v organskih topilih.

polimerizacijske reakcije; mehanizmi reakcije polimerizacije.

Ena najbolj praktično pomembnih reakcij nenasičenih spojin (ali olefinov) je polimerizacija. Reakcija polimerizacije je proces tvorbe visokomolekularne spojine (polimera) z združevanjem molekul prvotne nizkomolekularne spojine (monomera) med seboj. Pri polimerizaciji se dvojne vezi v molekulah prvotne nenasičene spojine “odprejo” in zaradi nastalih prostih valenc se te molekule med seboj povežejo.

Polimerizacija je glede na reakcijski mehanizem dveh vrst:
1) radikalno ali sproženo in
2) ionsko ali katalitično.

“Radikalno polimerizacijo povzročijo (iniciirajo) snovi, ki lahko pod reakcijskimi pogoji razpadejo na proste radikale - na primer peroksidi, pa tudi z delovanjem toplote in svetlobe.
Razmislimo o mehanizmu radikalne polimerizacije.

CH 2 =CH 2 –– R ˙ ® R–CH 2 −CH 2 –– C2H4 ® R−CH 2 −CH 2 −CH 2 −CH 2

V začetni fazi radikal iniciatorja napade molekulo etilena, povzroči homolitično cepitev dvojne vezi, se veže na enega od ogljikovih atomov in tvori nov radikal. Nastali radikal nato napade naslednjo molekulo etilena in po označeni poti vodi do novega radikala, ki povzroči nadaljnje podobne transformacije prvotne spojine.
Kot lahko vidimo, je rastoči polimerni delec do trenutka stabilizacije prosti radikal. Iniciatorski radikal je del polimerne molekule in tvori njeno končno skupino.

Do prekinitve verige pride bodisi ob trku z molekulo regulatorja rasti verige (lahko je to posebej dodana snov, ki zlahka odda atom vodika ali halogena) bodisi z medsebojno nasičenostjo prostih valence dveh rastočih polimernih verig s tvorbo ena polimerna molekula."

Ionska ali katalitična polimerizacija

»Ionska polimerizacija nastane zaradi tvorbe reaktivnih ionov iz monomernih molekul. Iz imena rastočega polimernega delca med reakcijo izhajajo imena polimerizacije - kationski in anionski.

Ionska polimerizacija (kationska)

Katalizatorji kationske polimerizacije so kisline, aluminijev in borov klorid itd. Katalizator je običajno regeneriran in ni del polimera.
Mehanizem kationske polimerizacije etilena v prisotnosti kisline kot katalizatorja lahko predstavimo na naslednji način.

CH 2 =CH 2 –– H+ ® CH 3 −CH 2 + –– C2H4 ® CH 3 −CH 2 −CH 2 −C + H 2 itd.

Proton napade molekulo etilena, kar povzroči prekinitev dvojne vezi, ki se veže na enega od ogljikovih atomov in tvori karbonijev kation ali karbokation.
Predstavljena vrsta razgradnje kovalentne vezi se imenuje heterolitična cepitev (iz grškega heterosa - drugačen, drugačen).
Nastali karbokation nato napade naslednjo molekulo etilena in podobno vodi do novega karbokationa, kar povzroči nadaljnje transformacije prvotne spojine.
Kot je razvidno, je rastoči polimerni delec karbokation.
Elementna celica polietilena je predstavljena na naslednji način:

Do prekinitve verige lahko pride zaradi zajetja ustreznega aniona z rastočim kationom ali z izgubo protona in tvorbo končne dvojne vezi.

Ionska polimerizacija (anionska)

Katalizatorji anionske polimerizacije so nekatere organokovinske spojine, amidi alkalijskih kovin itd.
Mehanizem anionske polimerizacije etilena pod vplivom kovinskih alkilov je predstavljen na naslednji način.

CH 2 =CH 2 –– R–M ® - M + –– C2H4 ® - M + itd.

Kovinski alkil napade molekulo etilena in pod njegovim vplivom kovinski alkil disociira na kovinski kation in alkilni anion. Nastali alkilni anion, ki povzroči heterolitsko cepitev p-vezi v molekuli etilena, se veže na enega od ogljikovih atomov in daje nov karbonijev anion ali karbanion, stabiliziran s kovinskim kationom. Nastali karbanion napade naslednjo molekulo etilena in po navedeni poti vodi do novega karbaniona, ki povzroči nadaljnje podobne transformacije prvotne spojine v polimerni produkt z dano stopnjo polimerizacije, tj. z danim številom monomernih enot.
Zdi se, da je rastoči polimerni delec karbanion.
Elementna celica polietilena je predstavljena na naslednji način: (CH 2 –CH 2)."

Nedvomno je najpomembnejša molekula v našem telesu z vidika proizvodnje energije ATP (adenozin trifosfat: adenil nukleotid, ki vsebuje tri ostanke fosforne kisline in nastaja v mitohondrijih).

Pravzaprav vsaka celica v našem telesu shranjuje in uporablja energijo za biokemične reakcije preko ATP, zato lahko ATP štejemo za univerzalno valuto biološke energije. Vsa živa bitja potrebujejo stalno oskrbo z energijo za podporo sinteze beljakovin in DNK, metabolizma in transporta različnih ionov in molekul ter vzdrževanje vitalnih funkcij telesa. Mišična vlakna med vadbo za moč prav tako potrebujejo takoj razpoložljivo energijo. Kot že rečeno, ATP zagotavlja energijo za vse te procese. Vendar naše celice potrebujejo surovine za tvorbo ATP. Ljudje pridobivamo te surovine s kalorijami z oksidacijo zaužite hrane. Za pridobivanje energije je treba to hrano najprej predelati v zlahka uporabno molekulo – ATP.

Molekula ATP mora pred uporabo iti skozi več faz.

Najprej poseben koencim loči enega od treh fosfatov (vsak vsebuje deset kalorij energije), pri čemer se sprostijo velike količine energije in nastane reakcijski produkt adenozin difosfat (ADP). Če je potrebna večja energija, se naslednja fosfatna skupina loči in tvori adenozin monofosfat (AMP).

ATP + H 2 O → ADP + H 3 PO 4 + energija
ATP + H 2 O → AMP + H 4 P 2 O 7 + energija

Ko hitra proizvodnja energije ni potrebna, pride do obratne reakcije – s pomočjo ADP, fosfagena in glikogena se fosfatna skupina ponovno veže na molekulo, kar povzroči nastanek ATP. Ta proces vključuje prenos prostih fosfatov v druge snovi, ki jih vsebujejo mišice, ki vključujejo in. Hkrati se glukoza vzame iz glikogenskih rezerv in razgradi.

Energija, pridobljena iz te glukoze, pomaga pretvoriti glukozo nazaj v prvotno obliko, po kateri se lahko prosti fosfati spet pritrdijo na ADP, da tvorijo nov ATP. Ko je cikel končan, je novo ustvarjeni ATP pripravljen za naslednjo uporabo.

V bistvu ATP deluje kot molekularna baterija, shranjuje energijo, ko ni potrebna, in jo sprošča, ko je potrebna. Dejansko je ATP kot baterija, ki jo je mogoče popolnoma napolniti.

struktura ATP

Molekula ATP je sestavljena iz treh komponent:

• Riboza (isti sladkor s petimi ogljikovimi atomi, ki tvori hrbtenico DNK)
• Adenin (povezani atomi ogljika in dušika)
• Trifosfat

Molekula riboze se nahaja v središču molekule ATP, katere rob služi kot osnova za adenozin.
Veriga treh fosfatov se nahaja na drugi strani molekule riboze. ATP nasiči dolga, tanka vlakna, ki vsebujejo beljakovino miozin, ki tvori osnovo naših mišičnih celic.

zadrževanje ATP

Telo povprečne odrasle osebe dnevno porabi približno 200-300 molov ATP (mol je kemijski izraz za količino snovi v sistemu, ki vsebuje toliko osnovnih delcev, kolikor je ogljikovih atomov v 0,012 kg izotopa ogljik-12). Skupna količina ATP v telesu v danem trenutku je 0,1 mol. To pomeni, da je treba ATP ponovno uporabiti 2000-3000-krat čez dan. ATP ni mogoče shranjevati, zato je raven njegove sinteze skoraj enaka ravni porabe.

ATP sistemi

Ker je ATP pomemben z energetskega vidika in zaradi njegove široke uporabe ima telo različne načine za proizvodnjo ATP. To so trije različni biokemični sistemi. Poglejmo jih po vrsti:

Ko imajo mišice kratko, a intenzivno obdobje aktivnosti (približno 8-10 sekund), se uporabi fosfagenski sistem - ATP se združi s kreatin fosfatom. Fosfagenski sistem skrbi, da majhne količine ATP nenehno krožijo v naših mišičnih celicah.

Mišične celice vsebujejo tudi visokoenergetski fosfat, kreatin fosfat, ki se uporablja za obnovitev ravni ATP po kratkotrajni, visoko intenzivni aktivnosti. Encim kreatin kinaza vzame fosfatno skupino iz kreatin fosfata in jo hitro prenese na ADP, da nastane ATP. Torej mišična celica pretvori ATP v ADP, fosfagen pa hitro zmanjša ADP v ATP. Raven kreatin fosfata začne upadati že po 10 sekundah visoko intenzivne aktivnosti, raven energije pa upade. Primer delovanja fosfagenskega sistema je na primer šprint na 100 metrov.

Glikogensko-mlečnokislinski sistem oskrbuje telo z energijo počasneje kot fosfagenski sistem, vendar deluje razmeroma hitro in zagotavlja dovolj ATP za približno 90 sekund visoko intenzivne aktivnosti. V tem sistemu se mlečna kislina proizvaja iz glukoze v mišičnih celicah z anaerobnim metabolizmom.

Glede na to, da v anaerobnem stanju telo ne porablja kisika, ta sistem zagotavlja kratkotrajno energijo brez aktiviranja kardiorespiratornega sistema na enak način kot aerobni sistem, vendar s prihrankom časa. Poleg tega, ko v anaerobnem načinu mišice delujejo hitro, se močno skrčijo, blokirajo dovod kisika, saj so žile stisnjene.

Ta sistem včasih imenujemo tudi anaerobno dihanje in dober primer v tem primeru je šprint na 400 metrov.

Če telesna aktivnost traja več kot nekaj minut, pride v poštev aerobni sistem in mišice prejmejo ATP najprej iz, nato iz maščob in na koncu iz aminokislin (). Beljakovine se porabijo za energijo predvsem v pogojih lakote (v nekaterih primerih dieta).

Aerobno dihanje proizvede najpočasnejšo količino ATP, vendar proizvede dovolj energije za vzdrževanje telesne dejavnosti več ur. To se zgodi, ker se med aerobnim dihanjem glukoza razgradi na ogljikov dioksid in vodo, ne da bi ji nasprotovala mlečna kislina v sistemu glikogen-mlečna kislina. Glikogen (shranjena oblika glukoze) se med aerobnim dihanjem dobavlja iz treh virov:

1. Absorpcija glukoze iz hrane v prebavnem traktu, ki skozi krvožilni sistem vstopi v mišice.
2. Ostanki glukoze v mišicah
3. Razgradnja jetrnega glikogena v glukozo, ki vstopi v mišice skozi cirkulacijski sistem.

Zaključek

Če ste se kdaj vprašali, od kod črpamo energijo za izvajanje različnih dejavnosti v različnih pogojih, je odgovor predvsem ATP. Ta kompleksna molekula pomaga pri pretvorbi različnih sestavin hrane v lahko uporabno energijo.

Brez ATP naše telo preprosto ne bi moglo delovati. Tako je vloga ATP pri proizvodnji energije večplastna, a hkrati enostavna.

Slika prikazuje dva načina Slike strukture ATP. Adenozin monofosfat (AMP), adenozin difosfat (ADP) in adenozin trifosfat (ATP) spadajo v razred spojin, imenovanih nukleotidi. Molekula nukleotida je sestavljena iz petogljikovega sladkorja, dušikove baze in fosforne kisline. V molekuli AMP je sladkor predstavljen z ribozo, baza pa je adenin. V molekuli ADP sta dve fosfatni skupini, v molekuli ATP pa tri.

vrednost ATP

Ko se ATP razgradi na ADP in sprošča se energija anorganskega fosfata (Pn):

Reakcija poteka z absorpcijo vode, torej predstavlja hidrolizo (v našem članku smo se že večkrat srečali s to zelo pogosto vrsto biokemičnih reakcij). Tretja fosfatna skupina, ki se odcepi od ATP, ostane v celici v obliki anorganskega fosfata (Pn). Dobitek proste energije za to reakcijo je 30,6 kJ na 1 mol ATP.

Iz ADF in fosfata, se ATP lahko ponovno sintetizira, vendar to zahteva porabo 30,6 kJ energije na 1 mol novo nastalega ATP.

V tej reakciji, ki se imenuje kondenzacijska reakcija, se sprosti voda. Dodatek fosfata k ADP se imenuje reakcija fosforilacije. Obe zgornji enačbi je mogoče združiti:

To reverzibilno reakcijo katalizira encim, imenovan ATPaza.

Vse celice, kot že rečeno, potrebujejo energijo za opravljanje svojega dela in za vse celice katerega koli organizma je vir te energije služi kot ATP. Zato se ATP imenuje "univerzalni nosilec energije" ali "energijska valuta" celic. Primerna analogija so električne baterije. Ne pozabite, zakaj jih ne uporabljamo. Z njihovo pomočjo lahko v enem primeru sprejemamo svetlobo, v drugem zvok, včasih mehansko gibanje, včasih pa od njih potrebujemo dejansko električno energijo. Priročnost baterij je v tem, da lahko isti vir energije – baterijo – uporabljamo za različne namene, odvisno od tega, kam jo postavimo. ATP igra enako vlogo v celicah. Oskrbuje energijo za tako raznolike procese, kot so krčenje mišic, prenos živčnih impulzov, aktivni transport snovi ali sinteza beljakovin in vse druge vrste celične aktivnosti. Da bi to naredili, ga je treba preprosto "povezati" z ustreznim delom celičnega aparata.

Analogijo je mogoče nadaljevati. Baterije je treba najprej izdelati in nekatere od njih (akumulatorske), tako kot , je mogoče ponovno napolniti. Ko se baterije proizvajajo v tovarni, mora biti v njih shranjena določena količina energije (in jo tovarna porabi). Sinteza ATP zahteva tudi energijo; njen vir je oksidacija organskih snovi med dihanjem. Ker se med procesom oksidacije sprosti energija za fosforilacijo ADP, takšno fosforilacijo imenujemo oksidativna fosforilacija. Med fotosintezo ATP nastaja iz svetlobne energije. Ta proces se imenuje fotofosforilacija (glejte razdelek 7.6.2). V celici so tudi »tovarne«, ki proizvedejo večino ATP. To so mitohondriji; vsebujejo kemične »montažne trakove«, na katerih pri aerobnem dihanju nastaja ATP. Končno se izpraznjene "baterije" ponovno napolnijo v celici: potem ko se ATP, potem ko je sprostil energijo, ki jo vsebuje, pretvori v ADP in Fn, se lahko zaradi energije, prejete v procesu, hitro ponovno sintetizira iz ADP in Fn. dihanja zaradi oksidacije novih delov organske snovi.

količina ATP v celici v danem trenutku zelo majhna. Zato v ATF treba je videti le nosilca energije, ne pa njenega skladišča. Snovi, kot so maščobe ali glikogen, se uporabljajo za dolgoročno shranjevanje energije. Celice so zelo občutljive na ravni ATP. Ko stopnja njegove uporabe narašča, se povečuje tudi stopnja dihalnega procesa, ki vzdržuje to raven.

Vloga ATP kot povezovalni člen med celičnim dihanjem in procesi, ki vključujejo porabo energije, je razvidna iz slike.Ta diagram je videti preprost, vendar ponazarja zelo pomemben vzorec.

Zato lahko rečemo, da je na splošno funkcija dihanja proizvajajo ATP.

Naj na kratko povzamemo zgoraj povedano.
1. Sinteza ATP iz ADP in anorganskega fosfata zahteva 30,6 kJ energije na 1 mol ATP.
2. ATP je prisoten v vseh živih celicah in je zato univerzalni nosilec energije. Drugi nosilci energije se ne uporabljajo. To poenostavi zadevo – potrebni celični aparati so lahko enostavnejši in delujejo bolj učinkovito in ekonomično.
3. ATP zlahka dostavi energijo v kateri koli del celice v kateri koli proces, ki potrebuje energijo.
4. ATP hitro sprosti energijo. To zahteva samo eno reakcijo - hidrolizo.
5. Hitrost proizvodnje ATP iz ADP in anorganskega fosfata (hitrost procesa dihanja) se zlahka prilagodi glede na potrebe.
6. ATP se sintetizira med dihanjem zaradi kemične energije, ki se sprosti pri oksidaciji organskih snovi, kot je glukoza, in med fotosintezo zaradi sončne energije. Tvorbo ATP iz ADP in anorganskega fosfata imenujemo reakcija fosforilacije. Če energijo za fosforilacijo dovajamo z oksidacijo, govorimo o oksidativni fosforilaciji (ta proces poteka med dihanjem), če pa se za fosforilacijo uporablja svetlobna energija, potem se proces imenuje fotofosforilacija (ta poteka med fotosintezo).

ATP (adenozin trifosfat)– organska spojina iz skupine nukleozid trifosfatov, ki ima pomembno vlogo v številnih biokemičnih procesih, predvsem pri oskrbi celic z energijo.

Navigacija po člankih

Struktura in sinteza ATP

Adenozin trifosfat je adenin, na katerega so vezane tri molekule ortofosforne kisline. Adenin je del mnogih drugih spojin, ki so razširjene v živi naravi, vključno z nukleinskimi kislinami.

Sproščanje energije, ki jo telo porabi za različne namene, se zgodi s procesom hidrolize ATP, kar povzroči nastanek ene ali dveh prostih molekul fosforne kisline. V prvem primeru se adenozin trifosfat pretvori v adenozin difosfat (ADP), v drugem pa v adenozin monofosfat (AMP).

Sinteza ATP, ki se pojavi v živem organizmu zaradi kombinacije adenozin difosfata s fosforno kislino, se lahko pojavi na več načinov:

1. Glavna: oksidativna fosforilacija, ki se pojavi v znotrajceličnih organelih - mitohondrijih, med oksidacijo organskih snovi.
2. Druga pot: fosforilacija substrata, ki poteka v citoplazmi in ima osrednjo vlogo v anaerobnih procesih.

Funkcije ATP

Adenozin trifosfat nima pomembne vloge pri shranjevanju energije, temveč opravlja transportne funkcije pri celični energijski presnovi. Adenozin trifosfat se sintetizira iz ADP in se kmalu pretvori nazaj v ADP, pri čemer se sprosti koristna energija.

Pri vretenčarjih in ljudeh je glavna funkcija ATP zagotavljanje motorične aktivnosti mišičnih vlaken.

Glede na trajanje napora, pa naj gre za kratkotrajno delo ali dolgotrajno (ciklično) obremenitev, so energijski procesi precej različni. Toda pri vseh ima adenozin trifosfat ključno vlogo.

Strukturna formula ATP:

Adenozin trifosfat ima poleg energijske funkcije pomembno vlogo pri prenosu signala med živčnimi celicami in drugih medceličnih interakcijah, pri uravnavanju delovanja encimov in hormonov. Je eden od začetnih produktov za sintezo beljakovin.

Koliko molekul ATP nastane med glikolizo in oksidacijo?

Življenjska doba ene molekule običajno ni daljša od minute, tako da je v danem trenutku vsebnost te snovi v telesu odraslega približno 250 gramov. Kljub dejstvu, da je skupna količina sintetiziranega adenozin trifosfata na dan običajno primerljiva z lastno težo telesa.

Proces glikolize poteka v treh fazah:

1. Pripravljalni.
   Na vstopu v to stopnjo se ne tvorijo molekule adenozin trifosfata
2. Anaerobna.
   Nastaneta 2 molekuli ATP.
3. Aerobna.
   Med njim pride do oksidacije PVC in piruvične kisline. Iz 1 molekule glukoze nastane 36 molekul ATP.

Skupaj med glikolizo 1 molekule glukoze nastane 38 molekul ATP: 2 med anaerobno stopnjo glikolize, 36 med oksidacijo piruvične kisline.