Аденозиндифосфат
| |
| |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК
Аденозин 5'-(тригидродифосфат)
| |
| Систематическое название ИЮПАК
[(2R , 3S , 4R , 5R ) -5-(6-амино-9Н - пурин-9-ил)-3,4-дигидроксиоксолан-2-ил]метилтригидродифосфат | |
| Другие имена
Аденозин-5'-дифосфат; Аденозин-5'-пирофосфат; Аденозинпирофосфат
| |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol )
|
|
| ЧЭБИ | |
| ЧЕМБЛ | |
| Химический Паук | |
| Лекарственный Банк | |
| Информационная карта ECHA | 100.000.356 |
| Номер ЕС |
|
| КЕГГ | |
ПабХим CID
|
|
| номер РТЭКС |
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
| Характеристики | |
| С 10 Ч 15 Н 5 О 10 П 2 | |
| Молярная масса | 427.201 g/mol |
| Плотность | 2,49 г/мл |
| войти P | -2.640 |
| Опасности | |
| Паспорт безопасности (SDS) | Паспорт безопасности |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
| |
Аденозиндифосфат ( АДФ ), также известный как аденозинпирофосфат ( АРР ), является важным органическим соединением в обмене веществ и необходим для потока энергии в живых клетках . АДФ состоит из трех важных структурных компонентов: сахарного остова, присоединенного к аденину, и двух фосфатных групп, связанных с 5-атомом углерода рибозы . Дифосфатная группа АДФ присоединена к 5'-углероду основной цепи сахара, а аденин - к 1'-углероду. [1]
АДФ может превращаться в аденозинтрифосфат (АТФ) и аденозинмонофосфат (АМФ). АТФ содержит на одну фосфатную группу больше, чем АДФ. АМФ содержит на одну фосфатную группу меньше. Передача энергии, используемая всеми живыми существами, является результатом дефосфорилирования АТФ ферментами, известными как АТФазы . Отщепление фосфатной группы от АТФ приводит к передаче энергии метаболическим реакциям и образованию побочного продукта АДФ. [1] АТФ постоянно преобразуется из низкоэнергетических видов АДФ и АМФ. Биосинтез АТФ достигается посредством таких процессов, как фосфорилирование на уровне субстрата , окислительное фосфорилирование и фотофосфорилирование , которые способствуют присоединению фосфатной группы к АДФ.
Биоэнергетика [ править ]
Цикл АДФ обеспечивает энергию , необходимую для выполнения работы в биологической системе — термодинамического процесса передачи энергии от одного источника к другому. Существует два вида энергии: потенциальная энергия и кинетическая энергия . Потенциальную энергию можно рассматривать как запасенную энергию или полезную энергию, доступную для выполнения работы. Кинетическая энергия – это энергия объекта в результате его движения. Значение АТФ заключается в ее способности хранить потенциальную энергию внутри фосфатных связей. Энергия, накопленная между этими связями, затем может быть передана для совершения работы. Например, передача энергии от АТФ к белку миозину вызывает конформационные изменения при соединении с актином во время мышечного сокращения . [1]
Чтобы эффективно вызвать одно мышечное сокращение, требуется множество реакций между миозином и актином, и, следовательно, для производства каждого мышечного сокращения требуется наличие большого количества АТФ. По этой причине биологические процессы развились, чтобы создать эффективные способы пополнения потенциальной энергии АТФ из АДФ. [2]
При разрыве одной из фосфорных связей АТФ образуется примерно 30,5 килоджоулей на моль АТФ (7,3 ккал ). [3] АДФ можно преобразовать или вернуть обратно в АТФ в процессе высвобождения химической энергии, содержащейся в пище; у людей это постоянно осуществляется посредством аэробного дыхания в митохондриях . [2] Растения используют пути фотосинтеза для преобразования и хранения энергии солнечного света, а также для преобразования АДФ в АТФ. [3] Животные используют энергию, выделяющуюся при расщеплении глюкозы и других молекул, для преобразования АДФ в АТФ, который затем можно использовать для обеспечения необходимого роста и поддержания клеток. [2]
Клеточное дыхание [ править ]
Катаболизм [ править ]
Десятиэтапный катаболический путь гликолиза представляет собой начальную фазу высвобождения свободной энергии при расщеплении глюкозы и может быть разделен на две фазы: подготовительную фазу и фазу выплаты. АДФ и фосфат необходимы в качестве предшественников для синтеза АТФ в ответных реакциях цикла ТСА и механизма окислительного фосфорилирования . [4] Во время фазы гликолиза ферменты фосфоглицерат-киназа и пируват-киназа облегчают добавление фосфатной группы к АДФ посредством фосфорилирования на уровне субстрата . [5]
Гликолиз [ править ]
Гликолиз осуществляется всеми живыми организмами и состоит из 10 стадий. Итоговая реакция всего процесса гликолиза : [6]
- Глюкоза + 2 НАД+ + 2 П i + 2 АДФ → 2 пируват + 2 АТФ + 2 НАДН + 2 Н 2 О
Шаги 1 и 3 требуют ввода энергии, полученной в результате гидролиза АТФ до АДФ и P i (неорганического фосфата), тогда как шаги 7 и 10 требуют ввода АДФ, каждый из которых дает АТФ. [7] Ферменты , необходимые для расщепления глюкозы, находятся в цитоплазме — вязкой жидкости, заполняющей живые клетки, где и происходят гликолитические реакции. [1]
Цикл лимонной кислоты [ править ]
Цикл лимонной кислоты , также известный как цикл Кребса или цикл ТСА (трикарбоновой кислоты), представляет собой 8-ступенчатый процесс, в котором пируват, образующийся в результате гликолиза, генерирует 4 НАДН, ФАДН2 и ГТФ, которые далее преобразуются в АТФ. [8] Только на этапе 5, где GTP генерируется сукцинил-КоА-синтетазой и затем преобразуется в АТФ, используется АДФ (ГТФ + АДФ → ВВП + АТФ). [9]
Окислительное фосфорилирование [ править ]
Окислительное фосфорилирование производит 26 из 30 эквивалентов АТФ, образующихся при клеточном дыхании путем переноса электронов от НАДН или ФАДН2 к О 2 через переносчики электронов. [10] Энергия, выделяющаяся при переходе электронов от НАДН или ФАДН2 с более высокой энергией к О2 с более низкой энергией, необходима для фосфорилирования АДФ и повторной генерации АТФ. [11] Именно это энергетическое соединение и фосфорилирование АДФ в АТФ дает цепи переноса электронов название окислительного фосфорилирования. [1]
Митохондриальный АТФ комплекс - синтазный
На начальных фазах гликолиза и цикла ТСА , кофакторы такие как НАД+, отдают и принимают электроны. [12] это способствует способности цепи переноса электронов создавать протонный градиент через внутреннюю митохондриальную мембрану. [13] Комплекс АТФ-синтазы существует внутри митохондриальной мембраны (часть F O ) и выступает в матрикс (часть F 1 ). Энергия, полученная в результате химического градиента, затем используется для синтеза АТФ путем сочетания реакции неорганического фосфата с АДФ в активном центре фермента АТФ-синтазы ; уравнение для этого можно записать как ADP + P i → АТФ. [ нужна цитата ]
Активация тромбоцитов [ править ]
В нормальных условиях мелкие дискообразные тромбоциты свободно циркулируют в крови, не взаимодействуя друг с другом. АДФ хранится в плотных телах внутри тромбоцитов . и высвобождается при активации тромбоцитов АДФ взаимодействует с семейством АДФ-рецепторов, обнаруженных на тромбоцитах (P2Y1, P2Y12 и P2X1), что приводит к активации тромбоцитов. [14]
- Рецепторы P2Y1 инициируют агрегацию и изменение формы тромбоцитов в результате взаимодействия с АДФ.
- Рецепторы P2Y12 дополнительно усиливают ответ на АДФ и способствуют завершению агрегации.
АДФ в крови превращается в аденозин под действием экто-АДФаз , ингибируя дальнейшую активацию тромбоцитов через аденозиновые рецепторы . [ нужна цитата ]
См. также [ править ]
Ссылки [ править ]
- ^ Перейти обратно: а б с д Это Кокс, Майкл; Нельсон, Дэвид Р.; Ленинджер, Альберт Л. (2008). Ленингерские принципы биохимии . Сан-Франциско: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-7108-1 .
- ^ Перейти обратно: а б с Нейв, Чехия (2005). «Аденозинтрифосфат» . Гиперфизика [сериал в Интернете] . Государственный университет Джорджии.
- ^ Перейти обратно: а б Фараби, MJ (2002). «Природа АТФ» . АТФ и биологическая энергия [сериал в Интернете] . Архивировано из оригинала 1 декабря 2007 г.
- ^ Дженсен Т.Е., Рихтер Э.А. (март 2012 г.). «Регуляция обмена глюкозы и гликогена во время и после тренировки» . Дж. Физиол . 590 (Часть 5): 1069–76. дои : 10.1113/jphysicalol.2011.224972 . ПМК 3381815 . ПМИД 22199166 .
- ^ Ляпунова Н.А., Хампл В., Гордон П.М., Сенсен К.В., Гедаму Л., Дакс Дж.Б. (декабрь 2006 г.). «Реконструкция мозаичного гликолитического пути анаэробных эукариот Monocercomonoides» . Эукариотическая клетка . 5 (12): 2138–46. дои : 10.1128/EC.00258-06 . ПМК 1694820 . ПМИД 17071828 .
- ^ Мед, доктор медицинских наук «Гликолиз» (PDF) . ЦСУН.Образование. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 3 апреля 2013 г.
- ^ Бэйли, Регина. «10 ступеней гликолиза» . Архивировано из оригинала 15 мая 2013 г. Проверено 10 мая 2013 г.
- ^ «Цикл лимонной кислоты» (PDF) . Записка Такусагавы. Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2012 года . Проверено 4 апреля 2013 г.
- ^ «Биохимия» (PDF) . UCCS.edu. Архивировано из оригинала (PDF) 28 февраля 2013 г.
- ^ "Окислительного фосфорилирования" . У. Х. Фриман, 2002 г. Проверено 4 апреля 2013 г.
- ^ Мед, доктор медицинских наук «Цепь транспорта электронов (обзор)» (PDF) . CSUN.edu. Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 4 апреля 2013 г.
- ^ Беленький П., Боган К.Л., Бреннер С. (январь 2007 г.). «Метаболизм НАД+ в здоровье и болезни». Тенденции биохимии. Наука . 32 (1): 12–9. дои : 10.1016/j.tibs.2006.11.006 . ПМИД 17161604 .
- ^ Мюррей, Роберт Ф. (2003). Иллюстрированная биохимия Харпера . Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN 0-07-121766-5 .
- ^ Муругаппа С., Кунапули С.П. (2006). «Роль АДФ-рецепторов в функции тромбоцитов» . Передний. Биосци . 11 : 1977–86. дои : 2741.10.1939 . ПМИД 16368572 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|