Фосфаген

Фосфагены , также известные как макроэргические соединения, представляют собой соединения с высоким запасом энергии, также известные как высокоэнергетические фосфатные соединения, которые в основном содержатся в мышечной ткани животных . Они позволяют поддерживать пул высокоэнергетических фосфатов в диапазоне концентраций, который, если бы все это был аденозинтрифосфат (АТФ), создал бы проблемы из-за реакций потребления АТФ в этих тканях. Поскольку мышечные ткани могут внезапно испытывать потребность в большом количестве энергии, эти соединения могут поддерживать запас высокоэнергетических фосфатов, которые можно использовать по мере необходимости, чтобы обеспечить энергию, которую невозможно немедленно получить путем гликолиза или окислительного фосфорилирования . Фосфагены обеспечивают немедленную, но ограниченную энергию.

Фактическая биомолекула , используемая в качестве фосфагена, зависит от организма. Большинство животных используют аргинин в качестве фосфагена; однако тип Chordata (то есть животные со спинным мозгом) используют креатин . Креатинфосфат (CP), или фосфокреатин (PCr), производится из АТФ ферментом креатинкиназой в ходе обратимой реакции:

Креатин + АТФ ⇌ креатинфосфат + АДФ + Н. ⁺ (эта реакция мг ²⁺-зависимый)

Однако кольчатые черви (сегментированные черви) используют набор уникальных фосфагенов; например, дождевые черви используют соединение лобрицин .

Фосфагены были открыты Филипом Эгглтоном и его женой Грейс Эгглтон. ^[1]

Реакции

Фосфагенная система ( АТФ-ПЦр встречается в цитозоле (гелеобразном веществе) саркоплазмы мышц и в цитозольном цитоплазмы компартменте ) миоцитов сердечных и скелетных гладких мышц . ^[2]

Во время мышечного сокращения:

Н ₂ О + АТФ → Н ⁺ + АДП + П _я ( мг ²⁺ при содействии, использование АТФ для сокращения мышц с помощью АТФазы )

ЧАС ⁺ + АДФ + ЦП → АТФ + Креатин ( мг ²⁺ при содействии, катализируемом креатинкиназой , АТФ снова используется в вышеуказанной реакции для продолжения мышечного сокращения)

2 АДФ → АТФ + АМФ (катализируется аденилаткиназой /миокиназой, когда СР истощается, АТФ снова используется для мышечного сокращения)

Мышца в состоянии покоя:

АТФ + Креатин → АДФ + ЦП + Н ⁺ ( мг ²⁺ при содействии, катализируемом креатинкиназой )

АДП + P _i → АТФ (при анаэробном гликолизе и окислительном фосфорилировании )

Когда фосфагенная система истощается от фосфокреатина (креатинфосфата), образующийся в результате реакции аденилаткиназы (миокиназы) АМФ в первую очередь регулируется пуриновым нуклеотидным циклом . ^[3]^[4]

Ссылки

^ Избранные темы истории биохимии, Дж. Семенца.
^ Валлиманн Т., Висс М., Брдичка Д., Николай К., Эппенбергер Х.М. (январь 1992 г.). «Внутриклеточная компартментация, структура и функция изоферментов креатинкиназы в тканях с высокими и нестабильными энергетическими потребностями: «фосфокреатиновый контур» для клеточного энергетического гомеостаза» . Биохим Дж . 281 (Часть 1): 21–40. дои : 10.1042/bj2810021 . ПМЦ 1130636 . ПМИД 1731757 .
^ Бхагаван, Невада; Ха, Чон Ын (2015). «19. Сократительные системы» . Основы медицинской биохимии . Эльзевир. стр. 339–361. дои : 10.1016/B978-0-12-416687-5.00019-1 . ISBN 978-0-12-416687-5 .
^ Вальберг, Стефани Дж. (2008), «15. Функция скелетных мышц» , в Канеко, Дж. Джерри; Харви, Джон В.; Брасс, Майкл Л. (ред.), Клиническая биохимия домашних животных (6-е изд.), Academic Press, стр. 459–484, ISBN 978-0-12-370491-7 , получено 10 октября 2023 г.

Дальнейшее чтение

Эллингтон, В. Росс (2001). «Эволюция и физиологическая роль фосфагенных систем». Ежегодный обзор физиологии . 63 (1): 289–325. doi : 10.1146/annurev.phyol.63.1.289 . ПМИД 11181958 .
Эгглтон, Филип; Эгглтон, Грейс Палмер (1927). «Физиологическое значение «фосфагена» » . Журнал физиологии . 63 (2): 155–161. дои : 10.1113/jphysicalol.1927.sp002391 . ПМЦ 1514923 . ПМИД 16993876 .
Эгглтон, Филип; Эгглтон, Грейс Палмер (1928). «Дальнейшие наблюдения за фосфагеном» . Журнал физиологии . 65 (1): 15–24. дои : 10.1113/jphysicalol.1928.sp002457 . ПМЦ 1515019 . ПМИД 16993934 .
Болдуин, Эрнест (1933). «ФОСФАГЕН». Биологические обзоры . 8 (1): 74–105. дои : 10.1111/j.1469-185X.1933.tb01088.x . ISSN 1464-7931 . S2CID 221532329 .

[1] Избранные темы истории биохимии, Дж. Семенца.

[2] Валлиманн Т., Висс М., Брдичка Д., Николай К., Эппенбергер Х.М. (январь 1992 г.). «Внутриклеточная компартментация, структура и функция изоферментов креатинкиназы в тканях с высокими и нестабильными энергетическими потребностями: «фосфокреатиновый контур» для клеточного энергетического гомеостаза» . Биохим Дж . 281 (Часть 1): 21–40. дои : 10.1042/bj2810021 . ПМЦ 1130636 . ПМИД 1731757 .

[3] Бхагаван, Невада; Ха, Чон Ын (2015). «19. Сократительные системы» . Основы медицинской биохимии . Эльзевир. стр. 339–361. дои : 10.1016/B978-0-12-416687-5.00019-1 . ISBN 978-0-12-416687-5 .

[4] Вальберг, Стефани Дж. (2008), «15. Функция скелетных мышц» , в Канеко, Дж. Джерри; Харви, Джон В.; Брасс, Майкл Л. (ред.), Клиническая биохимия домашних животных (6-е изд.), Academic Press, стр. 459–484, ISBN 978-0-12-370491-7 , получено 10 октября 2023 г.

[1]

[2]

[3]

[4]