Какие функции, хим и физические характеристики имеет АДФ?

Процессы обмена вещества включают в себя реакции, идущие с потреблением энергии, и реакции с выделением энергии. В неких случаях эти реакции связаны. Но нередко реакции, в которых энергия выделяется, разделены в пространстве и во времени от реакций, в которых она потребляется. В процессе эволюции у растительных и животных организмов выработалась возможность хранения энергии в форме соединений, владеющих обеспеченными энергией связями. Посреди их центральное место занимает аденозинтрифосфат (АТФ). АТФ представляет собой нуклеотидфосфат, состоящий из азотистого основания (аденина), пентозы (рибозы) и 3-х молекул фосфорной кислоты. Две концевые молекулы фосфорной кислоты образуют макроэргические, богатые энергией связи. В клетке АТФ содержится, основным образом, в виде комплекса с ионами магния. Аденозинтрифосфйт в процессе дыхания появляется из аденозиндифосфата и остатка неорганической фосфорной кислоты (Фн) с использованием энергии, освобождающейся при окислении различных органических веществ: АДФ + Фн -gt; АТФ + Н20. При этом энергия окисления органических соединений превращается в энергию фосфорной связи. В 19391940 гг. Ф. Липман установил, что АТФ служит главным переносчиком энергии в клеточке. Особенные характеристики этого вещества определяются тем, что окончательная фосфатная группа просто переносится с АТФ на иные соединения или отщепляется с выделением энергии, которая может быть применена на физиологические функции. Эта энергия представляет собой разность между свободной энергией АТФ и свободной энергией образующихся товаров (AG). AG это изменение свободной энергии системы либо количество избыточной энергии, которая освобождается при реорганизации хим связей. Распад АТФ происходит по уравнению: АТФ + Н20 -gt; АДФ + Фн, при этом

Структура АТФ

происходит как бы разрядка аккума, при рН = 7 выделяется AG = 30,6 кДж. Этот процесс катализируется ферментом аденозинтрифосфатазой (АТФаза). Равновесие гидролиза АТФ смещено в сторону окончания реакции, что и обусловливает великую отрицательную величину свободной энергии гидролиза. Это связано с тем, что при диссоциации 4 гидроксильных группировок при рН = 7 АТФ имеет четыре отрицательных заряда. Близкое размещение зарядов друг к другу способствует их отталкиванию и, как следует, отщеплению фосфатных сортировок. В итоге гидролиза образуются соединения с одноименным зарядом (АДФ3- и НР042-), которые отталкиваются друг от друга, что препятствует их соединению. Уникальные характеристики АТФ объясняются не только тем, что при ее гидролизе выделяется великое количество энергии, но и тем, что она обладает способностью отдавать концевую фосфатную группу совместно с припасом энергии на иные органические соединения. Энергия, заключенная в макроэргической фосфорной связи, используется на физиологическую деятельность клеточки. Вместе с тем по величине свободной энергии гидролиза 30,6 кДж/моль АТФ занимает промежуточное положение. Благодаря этому система АТФ АДФ может служить переносчиком фосфатных групп от фосфорных соединений с более высочайшей энергией гидролиза, например фосфоенолпируват (53,6 кДж/моль), к соединениям с более низкой энергией гидролиза, к примеру сахарофосфатам (13,8 кДж/моль). Таким образом, система АТФ АДФ является как бы промежной или сопрягающей.