Атф адф амф функції. Будова АТФ та біологічна роль

Нуклеозидполіфосфати. У всіх тканинах організму у вільному стані містяться мохо-, ді- та трифосфати нуклеозидів. Особливо широко відомі аденінсодержащіе нуклеотиди - аденозин-5-фосфат (АМР), аденозин-5-дифосфат (ADP) і аденозин-5-трифосфат (АТР) (для цих сполук, поряд з наведеними скороченими позначеннями латинськими літерами, у вітчизняній літературі використовують скорочення відповідних російських назв – АМФ, АДФ, АТФ). У низці біохімічних реакцій беруть участь такі нуклеотиди, як гуанозинтрифос-ват (GTP), урідінтрифосфат (UTP), цитидинтрифосфат (СТР). Їхні дифосфатні форми позначаються відповідно GDP, UDP н СОР. Нуклеозйддіфосфати та нуклеозидтрифосфати часто об'єднують терміном нуклеозидполіфосфати. Всі фосфорильовані нуклеозиди включаються до групи нуклеотидів, точніше мононуклеотидів.

Значення мононуклеотидів винятково велике. По-перше, мононуклеотиди, особливо нуклеозидполіфосфати, є коензимами багатьох біохімічних реакцій вони беруть участь у біосинтезі білків, вуглеводів, жирів та інших речовин. Велика роль їх пов'язана з наявністю запасу енергії, акумульованої в поліфосфатних зв'язках. Відомо також, що принаймні деякі нуклеозидполіфосфати в нікчемних концентраціях впливають на складні функції, наприклад діяльність серця. По-друге, мононуклеотиди є структурними компонентами нуклеїнових кислот високомолекулярних сполук, що визначають синтез білків і передачу спадкових ознак (вони вивчаються в біохімії)

АМФ Аденозинмонофосфат

Аденозиндіфосфат (АДФ)

Аденозинтрифосфат (скор. АТФ, англ. АТР)

відіграють найважливішу роль в обміні речовин та енергій, тому що приєднання фосфатних груп до АМФ супроводжується акумуляцією енергії (АДФ, АТФ - макроергічні сполуки), які відщеплення - виділенням енергії, що використовується різних процесів життєдіяльності (див. Біоенергетика). У клітинах постійно відбуваються взаємоперетворення АТФ, АДФ та АМФ.

12. Протонна теорія кислот та основ І. Бренстеда та Т. Лоурі.

Відповідно до теорії Бренстеда-Лоурі,кислоти є речовини, здатні віддавати протон (донори протона), а підстави – речовини, що приєднують протон (акцептори протона). Такий підхід відомий як протонна теорія кислот та основ (протолітична теорія).

У загальному вигляді кислотно-основна взаємодія описується рівнянням:

кислота основа пов'язана пов'язана основа кислота

За Льюїсом, кислотні та основні властивості органічних сполук оцінюються за здатністю приймати або надавати електронну пару з подальшим утворенням зв'язку. Атом, який приймає електронну пару, є акцептором електронів, а з'єднання, що містить такий атом, слід віднести до кислот. Атом, що надає електронну пару, є донором електронів, а з'єднання, що містить такий атом, є основою.

Кислоти Льюїса – акцептори пари електронів; основи Льюїса – донори пари електронів.

13 . Електронна теорія Льюїса. «Жорсткі» та «м'які» кислоти та основи.

Кислота- Частка із незаповненою зовнішньою електронною оболонкою, здатна приймати пару електронів ( кислота= Акцептор електронів).

Заснування- Частки з вільною парою електронів, яку можна віддати для утворення хімічного зв'язку ( заснування= Донор електронів).

До кислотампо Льюїсу відносяться: молекули, утворені атомами з незаповненою восьмиелектронною оболонкою ( BF3,SO3); катіони-комплексоутворювачі ( Fe3+,Co2+,Ag+, ін.); галогеніди з ненасиченими зв'язками ( TiCl4,SnCl4); молекули з поляризованими подвійними зв'язками ( CO2,SO2) та ін.

До підставпо Льюїсу відносять: молекули, що містять вільні електронні пари ( NH3,H2O); аніони ( Сl-, F-);органічні сполуки з подвійними та потрійними зв'язками (ацетон СН3СОСН3);ароматичні сполуки (анілін С6Н5NH2, фенол С6Н5ОН).ПротонH+в теорії Льюїса є кислотою, (акцептор електронів), гідроксид іонOH-– основа (донор електронів): АЛЕ–(↓) + Н+ ↔ АЛЕ(↓)Н.

Взаємодія між кислотою та основою полягає в утворенні хімічної донорно-акцепторного зв'язкуміж реагуючими частинками.Реакція між кислотою та основою у загальному вигляді: B(↓)основа +Aкислота↔D(↓)A.

Кислоти та основи Льюїса.

Відповідно до теорії Льюїса, кислотно-основні властивості сполук визначаються їхньою здатністю приймати або віддавати пару електронів з утворенням нового зв'язку.

Кислоти Льюїса –акцептори пари електронів, підстави Льюїса - Донори пари електронів.

Кислотами Льюїса можуть бути молекули, атоми або катіони, що володіють вакантною орбіталлю і здатні приймати пару електронів з утворенням ковалентного зв'язку. До кислот Льюїса відносяться галогеніди елементів II та III груп періодичної системи, галогеніди інших металів, що мають вакантні орбіталі, протон. Кислоти Льюїса в реакціях беруть участь як електрофільні реагенти.

Підставами Льюїса є молекули, атоми або аніони, що мають неподілену пару електронів, яку вони надають для утворення зв'язку з вакантною орбіталлю. До основ Льюїса відносяться спирти, прості ефіри, аміни, тіоспирти, тіоефіри, а також сполуки, що мають p-зв'язки. У реакціях основи Льюїса проявляють себе як нуклеофільні частки.

Розвиток теорії Льюїса призвело до створення принципу жорстких і м'яких кислот та основ (принцип ЖМКО або принцип Пірсона). Відповідно до принципу Пірсона, кислоти та основи поділяються на жорсткі та м'які.

Жорсткі кислоти –це кислоти Льюїса, донорні атоми яких малі за розміром, мають великий позитивний заряд, велику електронегативність і низьку поляризуемість. До них відносяться: протон, іони металів (К + , Na + , Mg 2+ , Ca 2+ , Al 3+), AlCl 3 та ін.

М'які кислоти.це кислоти Льюїса, донорні атоми яких мають великі розміри, велику поляризуемість, мають малий позитивний заряд і низьку електронегативність. До них відносяться: іони металів (Ag +, Cu +), галогени (Br 2, I 2), катіони Br +, I + та ін.

Жорсткі підстави –основи Льюїса, донорні атоми яких мають високу електронегативність, низьку поляризуемість, мають малий радіус атома. До них відносяться: Н 2 Про, ОН - , F - , Cl - , NO 3 - , ROH, NH 3 , RCOO - та ін.

М'які основи -основи Льюїса, донорні атоми яких мають високу поляризуемість, низьку електронегативність, мають великий радіус атома. До них відносяться: Н -, I -, C 2 H 4, C 6 H 6, RS - та ін.

Суть принципу ЖМКО полягає в тому, що жорсткі кислоти реагують із жорсткими основами, м'які кислоти – з м'якими основами

14. Склад, будова та види ізомерії у етиленових вуглеводнів. Фізичні властивості. реакції полімеризації; механізми реакції полімеризації. Окислення кисневмісними окислювачами та біологічне окислення.

Склад, будова та види ізомерії у етиленових вуглеводнів

Алкени, або олефіни, етиленові - ненасичені вуглеводні, в молекулах яких між вуглецевими атомами є один подвійний зв'язок. (Слайд 3) Алкени містять у своїй молекулі менше водневих атомів, ніж відповідні їм алкани (з тим самим числом вуглецевих атомів), тому такі вуглеводні називають ненасиченими або ненасиченими. Алкени утворюють гомологічний ряд із загальною формулою C n H 2n .

Найпростішим представником етиленових вуглеводнів, його родоначальником є ​​етилен (етен) 2 Н 4 . Будова його молекули можна виразити такими формулами:

За назвою першого представника цього ряду такі вуглеводні називають етиленовими.

В алкенах атоми вуглецю знаходяться у другому валентному стані (sр 2 -гібридизація). (Слайд 4) У цьому випадку між вуглецевими атомами виникає подвійний зв'язок, що складається з одного s-і одного p-зв'язку. Довжина та енергія подвійного зв'язку рівні відповідно 0,134 нм та 610 кДж/моль. Всі валентні кути НСН близькі до 120º.

Для алкенів характерні два види ізомерії: структурна та просторова. (Слайд 5)

Види структурної ізомерії:

· Ізомерія вуглецевого скелета

· Ізомерія положення подвійного зв'язку

· міжкласова ізомерія

Геометрична ізомерія – один із видів просторової ізомерії. Ізомери, у яких однакові заступники (при різних вуглецевих атомах) розташовані по одну сторону від подвійного зв'язку, називають цис-ізомерами, а по-різну - транс-ізомерами:

Фізичні властивості
За фізичними властивостями етиленові вуглеводні близькі до алканів. За нормальних умов вуглеводні C 2 -C 4 - гази, C 5 -C 17 - рідини, вищі представники - тверді речовини. Температура їх плавлення та кипіння, а також щільність збільшуються із зростанням молекулярної маси. Всі олефіни легші за воду, погано розчиняються в ній, проте розчиняються в органічних розчинниках.

реакції полімеризації; механізми реакції полімеризації.

Однією з найбільш важливих у практичному відношенні реакцій ненасичених сполук (або олефінів) є полімеризація. Реакцією полімеризації називається процес утворення високомолекулярної сполуки (полімеру) шляхом з'єднання один з одним молекул вихідної низькомолекулярної сполуки (мономера). При полімеризації подвійні зв'язки в молекулах вихідного ненасиченого з'єднання "розкриваються", і за рахунок вільних валентностей, що утворюються, ці молекули з'єднуються один з одним.

Залежно від механізму реакції полімеризація буває двох видів:
1) радикальна, або ініційована та
2) іонна, або каталітична.

“Радикальна полімеризація викликається (ініціюється) речовинами, здатними за умов проведення реакції розпадатися на вільні радикали - наприклад, пероксидами, і навіть дією тепла і світла.
Розглянемо механізм радикальної полімеризації.

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

На стадії стадії радикал-ініціатор атакує молекулу етилену, викликаючи при цьому гомолітичне розщеплення подвійного зв'язку, приєднується до одного з атомів вуглецю і утворює новий радикал. Радикал, що утворюється, атакує далі наступну молекулу етилену і по зазначеному шляху призводить до нового радикалу, що викликає подальші аналогічні перетворення вихідної сполуки.
Як видно, зростаюча частка полімеру аж до моменту стабілізації є вільним радикалом. Радикал-ініціатор входить до складу молекули полімеру, утворюючи кінцеву групу.

Обрив ланцюга відбувається або при зіткненні з молекулою регулятора росту ланцюга (їм може бути спеціально додана речовина, що легко віддає атом водню або галогену), або шляхом взаємного насичення вільних валентностей двох полімерних ланцюгів, що ростуть, з утворенням однієї полімерної молекули.”

Іонна або каталітична полімеризація

”Іонна полімеризація відбувається завдяки утворенню з молекул мономеру реакциноздатних іонів. Саме від назви зростаючої частинки полімеру в процесі реакції походять назви полімеризації - катіоннаі аніонна.

Іонна полімеризація (катіонна)

Каталізаторами катіонної полімеризації є кислоти, хлориди алюмінію, бору і т.д. Каталізатор зазвичай регенерується і не входить до складу полімеру.
Механізм катіонної полімеризації етилену в присутності кислоти як каталізатора можна так.

CH 2 = CH 2 - H + ® CH 3 - CH 2 + - - C2H4 ® CH 3 - CH 2 - CH 2 - C + H 2 і т.д.

Протон атакує молекулу етилену, викликаючи розрив подвійного зв'язку, приєднується до одного з атомів вуглецю і утворює карбонієвий катіон або карбкатіон.
Поданий тип розпаду ковалентного зв'язку називається гетеролітичним розщепленням (з грецького heteros - інший, різний).
Каркарбкатіон, що утворюється, атакує далі наступну молекулу етилену і аналогічним чином призводить до нового карбкатіону, що викликає подальші перетворення вихідної сполуки.
Як видно, зростаючою частинкою полімеру є карбкатіон.
Елементний осередок поліетилену представляється так:

Обрив ланцюга може статися внаслідок захоплення катіоном відповідного аніону або з втратою протона і утворенням кінцевого подвійного зв'язку.

Іонна полімеризація (аніонна)

Каталізаторами аніонної полімеризації є деякі металорганічні сполуки, аміди лужних металів тощо.
Механізм аніонної полімеризації етилену під впливом металалкілів представляється в такий спосіб.

CH 2 =CH 2 - R - M ® - M + - - C2H4 ® - M + і т.д.

Металалкіл атакує молекулу етилену і під її впливом здійснюється дисоціація металалкілу на катіон металу та алкіл-аніон. Алкіл-аніон, що утворюється, викликаючи гетеролітичне розщеплення p-зв'язку в молекулі етилену, приєднується до одного з атомів вуглецю і дає новий карбонієвий аніон або карбаніон, що стабілізується катіоном металу. Карбаніон, що утворюється, атакує наступну молекулу етилену і по зазначеному шляху призводить до нового карбаніону, що викликає подальші аналогічні перетворення вихідної сполуки в полімерний продукт із заданим ступенем полімеризації, тобто. із заданим числом мономерних ланок.
Зростаюча частка полімеру, як видно, являє собою карбаніон.
Елементний осередок поліетилену представляється так: (CH 2 –CH 2) ."

Безперечно, найважливішою молекулою в нашому організмі з точки зору виробництва енергії є АТФ (аденозинтрифосфат: аденіловий нуклеотид, що містить три залишки фосфорної кислоти і утворений у мітохондріях).

Насправді кожна клітина нашого організму зберігає та використовує енергію для біохімічних реакцій за допомогою АТФ, таким чином, АТФ може вважатися універсальною валютою біологічної енергії. Всі живі істоти потребують безперервного енергопостачання для підтримки синтезу білка та ДНК, метаболізму та транспорту різних іонів та молекул, підтримки життєдіяльності організму. М'язові волокна під час силових тренувань також потребують легкодоступної енергії. Як згадувалося, енергію всім цих процесів поставляє АТФ. Однак для того, щоб сформувати АТФ, нашим клітинам потрібна сировина. Люди отримують цю сировину через калорії у вигляді окислення споживаної їжі. Для отримання енергії ця їжа спочатку повинна бути перероблена в молекулу, що легко використовується - АТФ.

Перед використанням молекула АТФ має пройти через кілька фаз.

Спочатку за допомогою спеціального коензиму відокремлюється один із трьох фосфатів (кожен із яких містить десять калорій енергії), завдяки чому вивільняється велика кількість енергії та формується продукт реакції аденозиндифосфат (АДФ). Якщо потрібно більше енергії, відокремлюється наступна фосфатна група, формуючи аденозинмонофосфат (АМФ).

АТФ + H 2 O → АДФ + H 3 PO 4 + енергія
АТФ+H2O → АМФ+H4P2O7+енергія

Коли швидкого виробництва енергії не потрібно, відбувається зворотна реакція – за допомогою АДФ, фосфагену та глікогену фосфатна група знову приєднується до молекули, завдяки чому формується АТФ. Цей процес включає перенесення вільних фосфатів до інших речовин, що містяться в м'язах, до яких відносяться і . При цьому із запасів глікогену береться та розщеплюється глюкоза.

Отримана з цієї глюкози енергія допомагає знову перетворювати глюкозу на її початкову форму, після чого вільні фосфати знову можуть бути приєднані до АДФ для формування нового АТФ. Після завершення циклу новостворений АТФ готовий до наступного використання.

По суті, АТФ працює як молекулярна батарея, зберігаючи енергію, коли вона не потрібна, і вивільняючи у разі потреби. Дійсно, АТФ схожий на батарею, що повністю перезаряджається.

Структура АТФ

Молекула АТФ складається із трьох компонентів:

• Рибоза (той самий п'ятивуглецевий цукор, що формує основу ДНК)
• Аденін (сполучені атоми вуглецю та азоту)
• Трифосфат

Молекула рибози знаходиться в центрі молекули АТФ, край якої є базою для аденозину.
Ланцюжок із трьох фосфатів розташовується з іншого боку молекули рибози. АТФ насичує довгі, тонкі волокна, що містять білок міозину, який формує основу наших м'язових клітин.

Збереження АТФ

В організмі середньої дорослої людини щодня використовується близько 200-300 молей АТФ (моль – це хімічний термін, що означає кількість речовини в системі, в якій міститься стільки елементарних частинок, скільки атомів вуглецю міститься в 0,012 кг ізотопу вуглець-12). Загальна кількість АТФ в організмі в кожен окремий момент становить 0,1 молі. Це означає, що АТФ повинен повторно використовуватись 2000-3000 разів протягом дня. АТФ може бути збережений, тому рівень його синтезу майже відповідає рівню споживання.

Системи АТФ

Зважаючи на важливість АТФ з енергетичної точки зору, а також через його широке використання в організмі є різні способи виробництва АТФ. Це три різні біохімічні системи. Розглянемо їх по порядку:

Коли м'язи мають короткий, але інтенсивний період активності (близько 8-10 секунд), використовується фосфагенна система - АТФ з'єднується з креатинфосфатом. Фосфагенна система забезпечує постійну циркуляцію невеликої кількості АТФ у наших м'язових клітинах.

М'язові клітини містять високоенергетичний фосфат – фосфат креатину, який використовується для відновлення рівня АТФ після короткочасної, високоінтенсивної активності. Ензим креатинкіназу забирає фосфатну групу у креатину фосфату та швидко передає її АДФ для формування АТФ. Отже, м'язова клітина перетворює АТФ на АДФ, а фосфаген швидко відновлює АДФ до АТФ. Рівень креатину фосфату починає знижуватися вже за 10 секунд високоінтенсивної активності, і рівень енергії падає. Приклад роботи фосфагенної системи є, наприклад, спринт на 100 метрів.

Система глікогену та молочної кислоти забезпечує організм енергією в повільнішому темпі, ніж фосфагенна система, хоча і працює відносно швидко і надає достатньо АТФ приблизно для 90 секунд високоінтенсивної активності. У цій системі молочна кислота утворюється з глюкози в клітинах м'язів в результаті анаеробного метаболізму.

Враховуючи той факт, що в анаеробному стані організм не використовує кисень, ця система дає короткочасну енергію без активації кардіо-респіраторної системи так само, як і аеробна система, але з економією часу. Понад те, як у анаеробному режимі м'язи працюють швидко, потужно скорочуються, вони перекривають надходження кисню, оскільки судини виявляються стиснутими.

Цю систему ще іноді називають анаеробним диханням, і добрим прикладом у цьому випадку послужить 400-метровий спринт.

Якщо фізична активність триває більше ніж дух хвилин, в роботу включається аеробна система, і м'язи отримують АТФ спочатку з , потім з жирів і нарешті з амінокислот (). Білок використовується для отримання енергії переважно в умовах голоду (дієти в деяких випадках).

При аеробному диханні виробництво АТФ проходить найбільше повільно, але енергії виходить достатньо, щоб підтримувати фізичну активність протягом декількох годин. Це відбувається тому, що при аеробному диханні глюкоза розпадається на діоксид вуглецю та воду, не відчуваючи протидії з боку молочної кислоти в системі глікогену та молочної кислоти. Глікоген (накопичувана форма глюкози) при аеробному диханні поставляється з трьох джерел:

1. Всмоктування глюкози з їжі у шлунково-кишковому тракті, яка через систему кровообігу потрапляє до м'язів.
2. Залишки глюкози у м'язах
3. Розщеплення глікогену печінки до глюкози, яка через систему кровообігу потрапляє до м'язів.

Висновок

Якщо ви коли-небудь замислювалися над тим, звідки ми беремо енергію для виконання різноманітних видів активності за різних умов, то відповіддю буде — в основному за рахунок АТФ. Ця складна молекула надає допомогу у перетворенні різних харчових компонентів у енергію, що легко використовується.

Без АТФ наш організм просто не міг би функціонувати. Таким чином, роль АТФ у виробництві енергії багатогранна, але водночас проста.

На малюнку представлені два способи зображення структури АТФ. Аденозинмонофосфат (АМФ), аденозиндифосфат (АДФ) та аденозинтрифосфат (АТФ) відносяться до класу сполук, званих нуклеогідами. Молекула нук-леотиду складається з п'ятивуглецевого цукру, азотистої основи та фосфорної кислоти. У молекулі АМФ цукор представлений рибозою, а основа - аденіном. У молекулі АДФ дві фосфатні групи, а молекулі АТФ - три.

Значення АТФ

При розщепленні АТФ на АДФта неорганічний фосфат (Фн) вивільняється енергія:

Реакція йде із поглинанням води, Т. е. являє собою гідроліз (у нашій статті ми багато разів зустрічалися з цим дуже поширеним типом біохімічних реакцій). Третя фосфатна група, що відщепилася від АТФ, залишається в клітині у вигляді неорганічного фосфату (Фн). Вихід вільної енергії за цієї реакції становить 30,6 кДж на 1 моль АТФ.

З АДФі фосфату може бути знову синтезований АТФ, але для цього потрібно витратити 30,6 кДж енергії на 1 моль новоствореного АТФ.

У цій реакціїЯк називається реакцією конденсації, вода виділяється. Приєднання фосфату до АДФ називається реакцією фосфорилювання. Обидва наведені вище рівняння можна об'єднати:

Каталізує цю оборотну реакцію фермент, званий АТФазою.

Всім клітинам, як було зазначено, до виконання їх роботи необхідна енергія і всім клітин будь-якого організму джерелом цієї енергії служить АТФ. Тому АТФ називають "універсальним носієм енергії" або "енергетичною валютою" клітин. Відповідною аналогією є електричні батарейки. Згадайте, навіщо тільки ми їх не використовуємо. Ми можемо отримувати з їхньою допомогою в одному випадку світло, в іншому звук, іноді механічний рух, а іноді нам потрібна від них власне електрична енергія. Зручність батарейок у тому, що те саме джерело енергії - батарейку - ми можемо використовувати для різних цілей залежно від того, куди ми її помістимо. Цю роль грає у клітинах АТФ. Він постачає енергію для таких різних процесів, як м'язове скорочення, передача нервових імпульсів, активний транспорт речовин або синтез білків, та всіх інших видів клітинної активності. Для цього він має бути просто «підключений» до відповідної частини апарату клітини.

Аналогію можна продовжити. Батарейки потрібно спочатку виготовити, а деякі (акумуляторні) так само, як і , можна перезарядити. При виготовленні батарейок на фабриці в них має бути закладена (і тим самим витрачена фабрикою) певну кількість енергії. Для синтезу АТФ також потрібна енергія; джерелом її служить окислення органічних речовин у процесі дихання. Оскільки для фосфорилювання АДФ енергія вивільняється у процесі окислення, таке фосфорилювання називають окислювальним. При фотосинтезі АТФ утворюється з допомогою світлової енергії. Цей процес називають фотофос-форилуванням (див. Розд. 7.6.2). Є в клітині і «фабрики», які виробляють більшу частину АТФ. Це мітохондрії; у них розмішаються хімічні «складальні лінії», у яких утворюється АТФ у процесі аеробного дихання. Нарешті, в клітці відбувається і перезарядка «акумуляторів», що розрядилися: після того як АТФ, вивільнивши укладену в ньому енергію, перетвориться на АДФ і Фн, він може бути знову швидко синтезований з АДФ і Фн за рахунок енергії, отриманої в процесі дихання від окислення нової порції органічних речовин.

Кількість АТФв клітці будь-який момент дуже невелико. Тому в АТФслід бачити лише носія енергії, а чи не її депо. Для тривалого зберігання енергії є такі речовини, як жири або глікоген. Клітини дуже чутливі до рівня АТФ. Як тільки швидкість його використання зростає, одночасно зростає швидкість процесу дихання, що підтримує цей рівень.

Роль АТФяк сполучна ланка між клітинним диханням і процесами, що йдуть із споживанням енергії, видно з малюнка Схема ця виглядає простою, але вона ілюструє дуже важливу закономірність.

Можна, таким чином, сказати, що в цілому функція дихання полягає в тому, щоб виробляти АТФ.

Підсумовуємо коротко сказане вище.
1. Для синтезу АТФ з АДФ та неорганічного фосфату потрібно 30,6 кДж енергії на 1 моль АТФ.
2. АТФ є у всіх живих клітинах і є, отже, універсальним носієм енергії. Інші носії енергії не використовуються. Це спрощує справу - необхідний клітинний апарат може бути простішим і працювати більш ефективно та економно.
3. АТФ легко доставляє енергію в будь-яку частину клітини до будь-якого процесу, що потребує енергії.
4. АТФ швидко вивільняє енергію. Для цього потрібно лише одна реакція - гідроліз.
5. Швидкість відтворення АТФ з АДФ та неорганічного фосфату (швидкість процесу дихання) легко регулюється відповідно до потреб.
6. АТФ синтезується під час дихання за рахунок хімічної енергії, що вивільняється при окисленні таких органічних речовин, як глюкоза, та під час фотосинтезу – за рахунок сонячної енергії. Утворення АТФ з АДФ та неорганічного фосфату називають реакцією фосфорилювання. Якщо енергію для фосфорилювання постачає окислення, то говорять про окисне фосфорилування (цей процес протікає при диханні), якщо ж для фосфорилювання використовується світлова енергія, то процес називають фотофосфорилуванням (це має місце при фотосинтезі).

АТФ (аденозинтрифосфат)– органічне з'єднання із групи нуклеозидтрифосфатов, що грає головну роль цілому ряді біохімічних процесів, передусім у забезпеченні клітин енергією.

Навігація за статтею

Будова та синтез АТФ

Аденозинтрифосфат є аденіном, до якого приєднані три молекули ортофосфорної кислоти. Аденін входить до складу багатьох інших сполук, поширених в живій природі, у тому числі нуклеїнових кислот.

Виділення енергії, яка використовується організмом у різних цілях, відбувається в процесі гідролізу АТФ, що призводить до появи однієї або двох вільних молекул фосфорної кислоти. У першому випадку Аденозинтрифосфат перетворюється на аденозиндифосфат (АДФ), у другому – на аденозинмонофосфат (АМФ).

Синтез АТФ, що у живому організмі відбувається за рахунок сполуки аденозиндифосфату з фосфорною кислотою, може протікати кількома шляхами:

1. Основний: окисне фосфорилювання, яке відбувається у внутрішньоклітинних органелах – мітохондріях, у процесі окислення органічних речовин.
2. Другий шлях: субстратне фосфорилювання, що протікає в цитоплазмі та відіграє центральну роль в анаеробних процесах.

Функції АТФ

Аденозинтрифосфат не відіграє скільки-небудь помітної ролі у зберіганні енергії, виконуючи швидше транспортні функції у клітинному енергетичному обміні. Аденозинтрифосфат синтезується з АДФ і незабаром знову перетворюється на АДФ з виділенням корисної енергії.

Стосовно хребетних тварин та людини основною функцією АТФ є забезпечення рухової активності м'язових волокон.

Залежно від тривалості зусилля, це короткострокова робота або тривале (циклічне) навантаження, енергетичні процеси досить сильно відрізняються. Але у всіх них найважливішу роль грає аденозинтрифосфат.

Структурна формула АТФ:

Крім енергетичної функції Аденозинтрифосфат грає істотну роль передачі сигналу між нервовими клітинами та інших міжклітинних взаємодіях, у регуляції дії ферментів і гормонів. Є одним із вихідних продуктів для синтезу протеїнів.

Скільки утворюється молекул АТФ при гліколізі та окисленні?

Час життя однієї молекули зазвичай становить трохи більше хвилини, отже в окремий момент вміст цієї речовини в організмі дорослої людини – близько 250 грам. При тому, що сумарна кількість аденозинтрифосфату, що синтезується за добу, як правило, порівняно з власною вагою організму.

Процес гліколізу проходить у 3 етапи:

1. Підготовчий.
   Вхід цього етапу молекул аденозинтрифосфату не утворюється.
2. Анаеробний.
   Утворюється 2 молекули АТФ.
3. Аеробний.
   Під час нього відбувається окислення ПВК, піровиноградної кислоти. Утворюється 36 молекул АТФ із 1 молекули глюкози.

Усього в процесі гліколізу 1 молекули глюкози утворюється 38 молекул АТФ: 2 під час анаеробного етапу гліколізу, 36 при окисленні піровиноградної кислоти.