Аденозин 3 фосфорная кислота

Аденозин 3 фосфорная кислота

АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ (адениновые рибонуклеотиды), производные аденозина, содержащие остатки ортофосфорной или полифосфорных к-т в разл. положениях рибозного кольца. Большинство аденозинфосфорных кислот имеют важное биол. значение; особое место занимают аденозин-5′-фосфорные к-ты (см. ф-лу)-моно-, ди- и трифосфорные (n-соотв. 1, 2, 3), обозначаемые АМФ, АДФ, АТФ (см. табл.). К аденозин-5′-фосфорным относятся также менее изученные к-ты с n = 4 и 5. Среди продуктов метаболизма нек-рых коферментов обнаружены аденозин-2′,5′- и аденозин-3′,5′-дифосфорные к-ты. К аденозинфосфорным кислотам относятся также аденозинмонофосфат циклический и диаденозинтетрафосфорная к-та, играющие регуляторную роль в обмене в-в. При щелочном гидролизе РНК образуется смесь аденозин-2′-и аденозин-З’-монофосфор-ных к-т. Аденозин-5′-фосфорные к-ты имеют характерный оптич. спектр с максимумом в области 260 нм и минимумом при 230 нм. Это к-ты средней силы (рК’а

1).

* Для моноакридиновой соли. ** Для мононатрисвой соли.

Они хорошо раств. в воде, плохо-в спирте, не раств. в большинстве орг. р-рителей. Соли щелочных металлов также раств. в воде (в отличие от солей тяжелых металлов). У АТФ средняя бариевая соль (Ва2АТФ) не раств. в воде, но раств. кислая.

В водных р-рах АДФ п АТФ неустойчивы. При 0°С АТФ стабильна в воде всего неск. часов. При кипячении в течение 10 мин в кислом р-ре АДФ и АТФ полностью расщепляются до АМФ и Н3РО4. Эта р-ция иногда используется для определения "лабильного фосфата". В разб. р-ре щелочи АТФ гидролизуется до АМФ и пирофосфорной к-ты Н4Р2О7. При длит, кипячении АМФ в щелочной или кислой среде образуются рибоза, аденин и фосфорная кислота.

Своб. энергия (G°) гидролиза АТФ, идущего с отщеплением концевого (терминального) остатка Н3РО4, в стандартных условиях равна — 30,5 кДж/моль при рН 7,0. Близкая величина найдена для гидролиза АТФ с отщеплением Н4Р2О7. Абс. величинаG° гидролиза АМФ значительно ниже ( — 12,6 кДж/моль).

Хим. св-ва аденозин-5′-фосфорных к-т определяются также функц. группами остатка аденозина. Так, для аденозинфосфорных кислот характерно дезаминирование под действием HNO2, приводящее к инозиновым производным. Аденозинфосфорные кислоты ацилируются по NH2-и ОН-группам. При галогенировании (обычно бромирова-нии) замещается атом Н в положении 8. Окисление АТФ и АДФ периодатом превращает их в диальдегид, образующийся в результате окислит. расщепления связи между атомами С в положениях 2′ и 3′. Алкилируются аденозинфосфорные кислоты обычно в положение 1 и по аминогруппе. Так, при действии 3-меркаптопропионовой к-ты и формальдегида атом Н в группе NH2 замещается на группировку CH2SCH2CH2COOH. N 6 -Карбоксиметильное производное АТФ получают перегруппировкой N 1 -карбоксиметил-АТФ, образующейся при р-ции АТФ с иодуксусной к-той. С помощью этиленоксида получают N 1 -гидроксиэтильные производные аденозинфосфорных кислот. При взаимод. аденозинфосфорных кислот с хлоруксусным альдегидом по атому N в положении 1 алкилирование сопровождается циклизацией по аминогруппе с образованием трициклич. соед.-производного этеноаденозина; эти в-ва используют в кач-ве флуоресцентных меток при структурно-функциональном исследовании белков и нуклеиновых к-т.

Хим. модификация прир. аденозинфосфорных кислот используется для изучения механизма ферментативных р-ций. Модификация позволяет применять эти соед. в кач-ве ингибиторов, для образования ковалентных связей при изучении молекулярного окружения в точках связывания аденозинфосфорных кислот (так, 2′,3′-диальдегидные производные образуют в активном центре ферментов альдиминные связи), для регистрации конформац. переходов в ферментах в ходе р-ции, напр. с помощью флуоресцентных или спиновых меток. Производные аденозинфосфорных кислот используют также для синтеза биоспецифич. адсорбентов, применяемых при выделении индивидуальных ферментов с помощью аффинной хроматографии, что имеет большое практич. значение в биотехнологии.

АТФ впервые была выделена из мышц в 1929 К. Ломаном; хим. синтез осуществлен А. Тоддом (1948) путем фосфорилирования АМФ и АДФ с помощью дибензил-хлорфосфата. Выделяют АТФ из скелетных мышц или дрожжей. АМФ и АДФ получают гидролизом АТФ, а АМФ также ферментативным фосфорилированием аденозина.

Читайте также:  Анна байкина фитнес бикини

Для количеств. определения АМФ, АДФ и АТФ в живых организмах используют разл. виды хроматографии, ЯМР-спектроскопию и ферментативные р-ции. наиб. чувствит. метод-люминесцентный люциферин-люциферазный, в к-ром используется выделяемая из светляков люцифераза, катализирующая в присут. АТФ образование из люциферина люминесцирующего соединения. Метод позволяет определять АТФ в концентрации до 10 -13 М.

В живых организмах АТФ, АДФ и АМФ присутствуют в связанном с белками состоянии и в виде комплексов с ионами Mg 2+ и Са 2+ . Скелетные мышцы млекопитающих содержат АТФ до 4 г/кг. У человека скорость обмена АТФ составляет ок. 50 кг в сут. Такая интенсивность обмена объясняется тем, что этот нуклеотид занимает центр. место в энергетике живых организмов. Сокращение мышц, биосинтез белков и нуклеиновых к-т, многие др. процессы, идущие с увеличением своб. энергии, сопряжены с гидролизом АТФ. Часть из них проходит с отщеплением от АТФ Н3РО4, другая-Н4Р2О7. В живой клеткеG гидролиза АТФ составляет — 50 кДж/моль. Сравнительно высокая абс. величинаG° гидролиза двух ангидридных связей в АТФ (макроэргич. связи) обусловливает уникальное положение АТФ в метаболизме.

Исходный субстрат в биосинтезе АМФ-инозиновая к-та. АМФ, образующаяся также при пирофосфатном расщеплении АТФ, фосфорилируется в организме до АДФ при участии аденилаткиназы. Фосфорилирование АДФ, приводящее к синтезу АТФ в живых организмах, происходит при сопряжении этой р-ции с окислит.-восстановит. р-циями. Различают три типа сопряжения: в гликолизе (локализован в водной фазе клетки, в цитоплазме), при окислит, фосфо-рилировании и фотофосфорилировании в т. наз. сопрягающих мембранах субклеточных частиц (митохондрий и хло-ропластов) и бактерий.

Для сопряжения биохим. р-ций необходимо наличие общего для этих р-ций промежут. соединения (интермедиата). Так, в гликолизе окисление 3-фосфоглицеральдегида до фосфоглицериновой к-ты идет через стадию образования 1,3-дифосфоглицериновой к-ты, являющейся таким "макроэргич. интермедиатом". Ферментативная р-ция этого интермедиата с АДФ приводит к синтезу АТФ. Механизм сопряжения между фосфорилированием АДФ и электронным транспортом в сопрягающих мембранах установлен в 1960-х гг. П. Митчеллом. Было показано, что сопряжение осуществляется через посредство электрохим. потенциала ионов Н + . Особенность электрон-транспортных систем сопрягающих мембран-способность переносить Н + через мембрану. В то же время ферментативный комплекс, катализирующий синтез АТФ,-АТФ-синтетаза, может использовать энергию этого потенциала. Молекулярный механизм трансмембранного транспорта Н + при окислительном фосфорилировании и фотофосфорилировании пока не выяснен. См. также Гликолиз, Окислительное фосфорилирование.

В высших организмах присутствует белковый комплекс, осуществляющий специфич. перенос через биол. мембраны АТФ в обмен на АДФ (транслоказа адениновых нуклеоти-дов) и являющийся первым хорошо изученным белком-переносчиком. Особая роль аденозин-5′-фосфорных к-т в биоэнергетике обусловливает то, что эти соед. являются также аллостерич. регуляторами ряда ключевых ферментов.

АМФ применяется в медицине при мышечной дистрофии, стенокардии и спазмах сосудов (мышечно-адениловый препарат). С той же целью иногда используют АТФ.

===
Исп. литература для статьи «АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ» : Микельсон А. М., Химия нуклеозидов и нуклсотидов, пер. с англ., М., 1966; Мецлср Д. Э., Биохимия, пер. с англ., т. 1, М., 1980. К.Ф. Шолъц.

Страница «АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Содержание

АТФ — Аденозин Три-Фосфорная кислота [ править | править код ]

АТФ (аденозин трифосфат: аденин, связанный с тремя фосфатными группами) — молекула, которая служит источником энергии для всех процессов в организме, в том числе для движения. Сокращение мышечного волокна происходит при одновременном расщеплении молекулы АТФ, в результате чего выделяется энергия, которая идёт на осуществление сокращения. В организме АТФ синтезируется из инозина.

АТФ должна пройти через несколько ступеней, чтобы дать нам энергию. Сначала при помощи специального коэнзима отделяется один из трёх фосфатов (каждый из которых даёт десять калорий), высвобождается энергия и получается аденозин дифосфат (АДФ). Если энергии требуется больше, то отделяется следующий фосфат, формируя аденозин монофосфат (АМФ). Главным источником для производства АТФ служит глюкоза, которая в клетке инициально расщепляется на пируват и цитозол.

Читайте также:  Les mills tracklist

Во время отдыха происходит обратная реакция – при помощи АДФ, фосфагена и гликогена фосфатная группа вновь присоединяется к молекуле, формируя АТФ. Для этих целей из запасов гликогена берётся глюкоза. Вновь созданный АТФ готов к следующему использованию. В сущности АТФ работает как молекулярная батарея, сохраняя энергию, когда она не нужна, и высвобождая в случае необходимости.

Структура АТФ [ править | править код ]

Молекула АТФ состоит из трёх компонентов:

1. Рибоза (тот же самый пятиуглеродный сахар, что формирует основу ДНК)
2. Аденин (соединённые атомы углерода и азота)
3. Трифосфат

Молекула рибозы располагается в центре молекулы АТФ, край которой служит базой для аденозина. Цепочка из трёх фосфатов располагается с другой стороны молекулы рибозы. АТФ насыщает длинные, тонкие волокна, содержащие протеин, называемый миозином, который формирует основу наших мышечных клеток.

Системы АТФ [ править | править код ]

Запасов АТФ достаточно только на первые 2-3 секунды двигательной активности, однако мышцы могут работать только при наличии АТФ. Для этого существуют специальные системы, которые постоянно синтезируют новые молекулы АТФ, они включаются в зависимости от продолжительности нагрузки (см. рисунок). Это три основные биохимические системы:

1. Фосфагенная система (Креатин-фосфат)
2. Система гликогена и молочной кислоты
3. Аэробное дыхание

Фосфагенная система [ править | править код ]

Когда мышцам предстоит короткая, но интенсивная активность (приблизительно 8-10 секунд), используется фосфагенная система – АДФ соединяется с креатина фосфатом. Фосфагенная система обеспечивает постоянную циркуляцию небольшого количества АТФ в наших мышечных клетках. Мышечные клетки также содержат высокоэнергетический фосфат – фосфат креатина, который используется для восстановления уровня АТФ после кратковременной, высокоинтенсивной работы. Энзим креатин киназа отнимает фосфатную группу у креатина фосфата и быстро передаёт её АДФ для формирования АТФ. Итак, мышечная клетка превращает АТФ в АДФ, а фосфаген быстро восстанавливает АДФ до АТФ. Уровень креатина фосфата начинает снижаться уже через 10 секунд высокоинтенсивной активности. Пример использования фосфагенной системы энергоснабжения – это спринт на 100 метров.

Система гликогена и молочной кислоты [ править | править код ]

Система гликогена и молочной кислоты снабжает организм энергией медленнее, чем фосфагенная система, и предоставляет достаточно АТФ примерно для 90 секунд высокоинтенсивной активности. В ходе процесса из глюкозы мышечных клеток в результате анаэробного метаболизма происходит формирование молочной кислоты.

Учитывая тот факт, что в анаэробном состоянии организм не использует кислород, эта система даёт кратковременную энергию без активации кардио-респираторной системы точно так же, как и аэробная система, но с экономией времени. Более того, когда в анаэробном режиме мышцы работают быстро, они очень мощно сокращаются, перекрывая поступление кислорода, так как сосуды оказываются сжатыми. Эту систему ещё можно назвать анаэробно-респираторной, и хорошим примером работы организма в этом режиме послужит 400-метровый спринт. Обычно продолжать работать таким образом атлетам не даёт мышечная болезненность, возникающая в результате накопления молочной кислоты в тканях.

Аэробное дыхание [ править | править код ]

Если упражнения длятся более двух минут, в работу включается аэробная система, и мышцы получают АТФ вначале из углеводов, потом из жиров и наконец из аминокислот (протеинов). Протеин используется для получения энергии в основном в условиях голода (диеты в некоторых случаях). При аэробном дыхании производство АТФ проходит наиболее медленно, но энергии получается достаточно, чтобы поддерживать физическую активность на протяжении нескольких часов. Это происходит, потому что глюкоза распадается на диоксид углерода и воду беспрепятственно, не испытывая противодействия со стороны, например, молочной кислоты, как в случае анаэробной работы.

Читайте также:  Аргинин перед сном

Натуральный Бодибилдинг и здоровый образ жизни

Аденозин Три-Фосфорная кислота (АТФ) – это молекула, которая является источником энергии для всех процессов, происходящих в нашем организме и для движения в том числе. Наряду с процессом сокращения мышечного волокна, одновременно происходит расщепление молекулы АТФ, вследствие чего происходит выделение энергии, которая расходуется на сокращение мышцы.

Прежде чем дать нам энергию АТФ должна пройти через несколько ступеней. Сначала с помощью специального кофермента, происходит отделение одного из трех фосфатов, в результате этого выделяется энергия и получается аденозин дифосфат или просто АДФ. Если требуется еще больше энергии, то происходит отделение следующего фосфата и получается монофосфат (АМФ). Для производства АТФ основным источником служит глюкоза.

При отдыхе реакция происходит в обратном порядке — с помощью фосфагена, АДФ и гликогена фосфатная группа снова присоединяется к молекуле и формирует АТФ. Для этого процесса из запасов гликогена берется глюкоза и восстановленный АТФ снова готов к использованию. АТФ работает по следующему принципу: сохраняет энергию, когда она не требуется и высвобождает ее в случае необходимости.

Не будем подробно вдаваться в состав и структуру молекулы АТФ, разберем ее системы. Мышцы могут работать только при наличии АТФ, но запасов АТФ хватает только на 2-3 секунды интенсивной двигательной активности. В организме имеются специальные системы, которые подключаются в зависимости от нагрузки и постоянно синтезируют новые молекулы АТФ.

Выделяют три основные биохимические системы Аденозин Три-Фосфорной кислоты (АТФ):

  1. Креатин-фосфат или фосфагенная система.
  2. Система молочной кислоты и гликогена.
  3. Аэробное дыхание.

Фосфагенная система

Когда вашим мышцам предстоит небольшая, но интенсивная работа (около 8-10 секунд), используется фосфагенная система, АТФ соединяется с креатин – фосфатом. Фосфагенная система обеспечивает в мышечных клетках организма постоянное движение небольшого количества АТФ. Также в мышечных клетках содержится фосфат креатина, он используется для восстановления АТФ после высокоинтенсивной, кратковременной работы. Происходит это следующим образом, мышечная клетка преобразует АТФ в АДФ, а фосфаген тут же восстанавливает АДФ до АТФ. Снижение уровня креатина фосфата начинается уже через 10 секунд высокоинтенсивной деятельности. Жим штанги с тяжелым весом на одно повторение, может служить примером фосфагенной системы энергоснабжения.

Система гликогена и молочной кислоты

В отличие от фосфагенной ситемы, система гликогена и молочной кислоты снабжает организм энергий значительно медленней и предоставляет энергию, способную покрыть затраты на интенсивную работу продолжительностью около 90 секунд. В ходе данного процесса, следствием анаэробного метаболизма является образование молочной кислоты из глюкозы мышечных клеток. Организм не использует кислород в анаэробном состоянии, система гликогена и молочной кислоты дает краткосрочную энергию, не активируя кардио-респираторную систему. В анаэробном режиме мышцы работают очень быстро, и мощно сокращаясь, они перекрывают поступление кислорода, потому что сосуды оказываются сжатыми. Продолжать работу в таком состоянии атлетам мешают болезненные ощущения в мышцах (жжение), которое возникает в результате накопления молочной кислоты в мышечных тканях.

Система Аэробного дыхания

Аэробная система включается в работу, когда упражнение продолжается более двух минут. Мышцы сначала получают АТФ из углеводов, затем из жиров и в итоге из аминокислот (протеинов). Протеин для энергии обычно используется в состоянии голода. В состоянии аэробного дыхания производство АТФ происходит особенно медленно, но энергии вырабатывается достаточно, чтобы продолжать физическую активность на протяжении нескольких часов. Это осуществляется за счет того, что глюкоза распадается на диоксид углерода и воду свободно, не испытывая сопротивления со стороны, например, молочной кислоты.

Ссылка на основную публикацию
Th2 тип иммунного ответа
Я попыталась собрать доступную информацию по иммунологии, которая может помочь понять механизмы возникновения болезни, и способы балансировки иммунитета в отдельно...
N acetyl cysteine nac
N-ацетилцистеин или NAC – это удивительное лекарственное средство, спектр действия которого до сих пор не изучен до конца! За последние...
Natasha thomsen инстаграм
Наташа Томпсон – всемирно известная фотомодель и богиня финтеса датского происхождения. Блондинка с роскошными формами охотно демонстрирует свое подтянутое и...
The base fitness крылатское
Общая площадь клуба от Adidas и Reebok – 4000 м 2 . Но тут нет тренажерного зала, а только групповые...
Adblock detector