atp

Biologas

2022

Mes paaiškiname, kas yra ATP, kam jis skirtas ir kaip ši molekulė gaminama. Taip pat glikolizė, Krebso ciklas ir oksidacinis fosforilinimas.

ATP molekulę atrado vokiečių biochemikas Karlas Lohmannas 1929 m.

Kas yra ATP?

Viduje konorsbiochemija, akronimas ATP žymi adenozino trifosfatą arba adenozino trifosfatą, organinę molekulę, priklausančią nukleotidų grupei, kuri yra pagrindinė organizmo energijos apykaitai. ląstelė. ATP yra pagrindinis energijos šaltinis, naudojamas daugumoje ląstelių procesų ir funkcijų, tiek žmogaus, tiek kitų organizme.gyvi sutvėrimai.

ATP pavadinimas kilęs iš šios molekulės, sudarytos iš azoto bazės (adenino), susietos suatomas anglinis vienasmolekulė pentozės cukraus (dar vadinamo riboze), o savo ruožtu su trimisjonų fosfatai, prijungti prie kito anglies atomo. Visa tai apibendrinama ATP molekulinėje formulėje: C10H16N5O13P3.

Pirmą kartą ATP molekulę žmogaus raumenyse 1929 m. atrado JAV Cyrus H. Fiske ir Yellapragada SubbaRow, o atskirai Vokietijoje – biochemikas Karlas Lohmannas.

Nors ATP molekulė buvo atrasta 1929 m., nebuvo jokių duomenų apie jos veikimą ir svarbą įvairiose srityse.procesus ląstelės energijos perdavimo iki 1941 m. dėka vokiečių kilmės amerikiečių biochemiko Fritzo Alberto Lipmanno (1953 m. Nobelio premijos laureatas kartu su Krebsu).

Taip pat žiūrėkite:Metabolizmas

Kam skirtas ATP?

Pagrindinė ATP funkcija – būti energijos tiekimu ląstelės viduje vykstančiose biocheminėse reakcijose, todėl ši molekulė dar vadinama organizmo „energijos valiuta“.

ATP yra naudinga molekulė, kuri trumpam sulaiko cheminė energija išskiriamas vykstant medžiagų apykaitos skilimo procesamsmaistasir vėl išleiskite, kai reikia, kad paskatintų įvairius biologinius organizmo procesus, pvz., ląstelių transportavimą, skatintų reakcijas, kuriosEnergija ar net atlikti mechaninius kūno veiksmus, pavyzdžiui, vaikščioti.

Kaip gaminamas ATP?

Norint sintetinti ATP, būtina išskirti cheminę energiją, sukauptą gliukoze.

Ląstelėse ATP sintetinamas per ląstelių kvėpavimą – procesą, kuris vyksta ląstelėse.mitochondrijos ląstelės. Šio reiškinio metu gliukozėje sukaupta cheminė energija išsiskiriaoksidacija kad išleidžiaCO2, H2O ir energija ATP pavidalu. Nors gliukozė yra pagrindinis šios reakcijos substratas, reikėtų paaiškinti, kadbaltymas ir riebalų jie taip pat gali būti oksiduojami iki ATP. Kiekviena iš šių maistinių medžiagų iš maitinimas individo metabolizmo keliai skiriasi, tačiau jie susilieja į bendrą metabolitą: acetil-CoA, kuris pradeda Krebso ciklą ir leidžia suartėti cheminės energijos gavimo procesui, nes visos ląstelės sunaudoja savo energiją ATP pavidalu.

Ląstelių kvėpavimo procesą galima suskirstyti į tris fazes arba etapus: glikolizę (ankstesnis kelias, kurio reikia tik tada, kai ląstelė naudoja gliukozę kaip kurą), Krebso ciklą ir elektronų transportavimo grandinę. Pirmose dviejose fazėse gaminasi acetil-CoA, CO2 ir tik nedidelis kiekis ATP, o trečioje kvėpavimo fazėje jis gaminasi. H2O ir didžioji dalis ATP per baltymų rinkinį, vadinamą „kompleksine ATP sintaze“.

Glikolizė

Kaip minėta, glikolizė yra kelias prieš ląstelių kvėpavimą, kurio metu kiekvienai gliukozei (kurioje yra 6 anglies) susidaro du piruvatai (a junginys sudarytas iš 3 anglies).

Skirtingai nuo kitų dviejų ląstelių kvėpavimo etapų, glikolizė vyksta ląstelėse citoplazma ląstelės. Piruvatas, susidaręs dėl šio pirmojo kelio, turi patekti į mitochondrijas, kad toliau virstų acetil-CoA ir galėtų būti naudojamas Krebso cikle.

Krebso ciklas

Krebso ciklas yra angliavandenių, lipidų ir baltymų oksidacijos proceso dalis.

Krebso ciklas (taip pat citrinų rūgšties ciklas arba trikarboksirūgšties ciklas) yra pagrindinis procesas, vykstantis ląstelių mitochondrijų matricoje ir susidedantis iš eilės cheminės reakcijos kas turi kaipobjektyvus cheminės energijos, esančios acetil-CoA, esančios apdorojant įvairias gyvos būtybės maistines medžiagas, išskyrimas, taip pat kitų aminorūgščių pirmtakų, reikalingų kitokio pobūdžio biocheminėms reakcijoms, gavimas.

Šis ciklas yra daug didesnio proceso, ty angliavandenių, lipidų ir baltymų oksidacijos, dalis, tarpinis jo etapas: po acetil-CoA susidarymo su minėtų organinių junginių anglimis ir prieš oksidacinį fosforilinimą. kur ATP yra " surinkti“ reakcijoje, kurią katalizuoja afermentas vadinama ATP sintetaze arba ATP sintaze.

Krebso ciklas veikia dėl kelių skirtingų fermentų, kurie visiškai oksiduoja acetil-CoA ir iš kiekvienos oksiduotos molekulės išskiria du skirtingus: CO2 (anglies dioksidas) ir H2O (vanduo). Be to, Krebso ciklo metu sukuriamas minimalus GTP kiekis (panašus į ATP) ir sumažinama galia NADH ir FADH2 pavidalu, kurie bus naudojami ATP sintezei kitame ląstelių kvėpavimo etape.

Ciklas prasideda acetil-CoA molekulės susiliejimu su oksaloacetato molekule. Dėl šios sąjungos susidaro šešių anglies molekulė: citratas. Taip išsiskiria kofermentas A. Tiesą sakant, jis daug kartų naudojamas pakartotinai. Jei ląstelėje yra per daug ATP, šis veiksmas yra slopinamas.

Vėliau citratas arba citrinų rūgštis patiria eilę nuoseklių transformacijų, iš kurių paeiliui vėl susidaro izocitratas, ketoglutaratas, sukcinil-CoA, sukcinatas, fumaratas, malatas ir oksaloacetatas. Kartu su šiais produktais kiekvienam pilnam Krebso ciklui sukuriamas minimalus GTP kiekis, sumažinant galią NADH, FADH2 ir CO2 pavidalu.

Elektronų transportavimo grandinė ir oksidacinis fosforilinimas

NADH ir FADH2 molekulės gali paaukoti elektronus Krebso cikle.

Paskutiniame maistinių medžiagų surinkimo grandinės etape naudojamas deguonis ir junginiai, pagaminti Krebso ciklo metu, kad gamintų ATP procesą, vadinamą oksidaciniu fosforilinimu. Šio proceso metu, kuris vyksta vidinėje mitochondrijų membranoje, NADH ir FADH2 aukoja elektronų nukeldamas juos į energetiškai žemesnį lygį. Šiuos elektronus galiausiai priima deguonis (kuris, jungiantis su protonais, sukelia vandens molekulių susidarymą).

Ryšys tarp elektroninės grandinės ir oksidacinio fosforilinimo veikia dviejų priešingų reakcijų pagrindu: viena išskiria energiją, o kita - panaudoja išlaisvintą energiją ATP molekulėms gaminti dėl ATP sintetazės įsikišimo. Kai elektronai „keliauja“ grandine nuosekliai redokso reakcijos, išsiskirianti energija naudojama protonams perpumpuoti per membraną. Kai šie protonai difunduoja atgal per ATP sintetazę, jų energija naudojama papildomai fosfato grupei prijungti prie ADP (adenozino difosfato) molekulės, todėl susidaro ATP.

ATP svarba

ATP yra pagrindinė gyvų organizmų gyvybinių procesų molekulė, kaip cheminės energijos perdavėjas įvairioms ląstelėje vykstančioms reakcijoms, pavyzdžiui, makromolekulių sudėtingi ir esminiai, pavyzdžiui,DNRRNR arba baltymų sintezei, kuri vyksta ląstelėje. Taigi ATP suteikia energijos, reikalingos daugumai organizme vykstančių reakcijų.

ATP, kaip „energijos donorės“ molekulės, naudingumas paaiškinamas fosfatinių jungčių, turinčių daug energijos, buvimu. Tie patys ryšiai gali išlaisvinti didelį kiekį energijos, „nutrūkdami“, kai ATP hidrolizuojamas į ADP, tai yra, kai dėl vandens poveikio jis praranda fosfatų grupę. Reakcija į hidrolizė ATP yra taip:

ATP yra būtinas, pavyzdžiui, raumenų susitraukimui.

ATP yra labai svarbus makromolekulių transportavimui perplazmos membrana (egzocitozė ir ląstelių endocitozė), taip pat sinapsiniam ryšiui tarpneuronai, todėl būtina nuolatinė jo sintezė iš su maistu gaunamos gliukozės. Tokia jo svarba gyvenimą, kad kai kurių toksinių elementų, slopinančių ATP procesus, tokių kaip arsenas ar cianidas, nurijimas yra mirtinas ir sukelia žaibišką organizmo mirtį.

!-- GDPR -->