Rolul moleculei ATP în metabolismul energetic. Compuși macroergici În moleculă se formează legături macroergice

Orice mișcare sau gândire necesită energie din partea corpului. Această forță este stocată în fiecare celulă a corpului și o acumulează în biomolecule cu ajutorul legăturilor cu energie mare. Aceste molecule de baterie sunt cele care furnizează toate procesele vitale. Schimbul constant de energie în interiorul celulelor determină viața în sine. Care sunt aceste biomolecule cu legături cu energie mare, de unde provin și ce se întâmplă cu energia lor în fiecare celulă a corpului nostru - acesta este subiectul acestui articol.

Mediatori biologici

În orice organism, energia nu este transferată direct de la un agent generator de energie la un consumator biologic de energie. Când legăturile intramoleculare ale produselor alimentare sunt rupte, energia potențială a compușilor chimici este eliberată, depășind cu mult capacitatea sistemelor enzimatice intracelulare de a-l utiliza. De aceea, în sistemele biologice, eliberarea de substanțe chimice potențiale are loc treptat, odată cu transformarea lor treptată în energie și acumularea acesteia în compuși și legături cu energie mare. Și tocmai biomoleculele sunt capabile de o astfel de acumulare de energie, care se numesc energie mare.

Ce conexiuni se numesc macroergice?

Nivelul de energie liberă de 12,5 kJ / mol, care se formează în timpul formării sau dezintegrării unei legături chimice, este considerat normal. Când în timpul hidrolizei unor substanțe are loc formarea de energie liberă mai mare de 21 kJ / mol, atunci aceasta se numește legături cu energie mare. Acestea sunt notate cu simbolul tilde - ~. Spre deosebire de chimia fizică, unde legătura covalentă a atomilor se înțelege prin legătura cu energie mare, în biologie ele înseamnă diferența dintre energia agenților inițiali și produsele lor de descompunere. Adică energia nu este localizată într-o legătură chimică specifică de atomi, ci caracterizează întreaga reacție. În biochimie, ei vorbesc despre conjugarea chimică și formarea unui compus cu energie mare.

Sursa de bio-energie universală

Toate organismele vii de pe planeta noastră au un element universal de stocare a energiei - aceasta este legătura macroergică ATP - ADP - AMP di, acid monofosforic). Acestea sunt biomolecule care constau dintr-o bază de adenină conținând azot atașat la riboza carbohidrat și reziduuri atașate de acid fosforic. Sub acțiunea apei și a enzimei de restricție, molecula de acid adenosin trifosforic (C10 H 16 N 5 O 13 P 3) se poate descompune în moleculă de adenosină acid fosforic și acid ortofosfat. Această reacție este însoțită de eliberarea de energie liberă de ordinul 30,5 kJ / mol. Toate procesele vitale din fiecare celulă a corpului nostru au loc în timpul acumulării de energie în ATP și utilizarea acesteia atunci când legăturile dintre reziduurile de acid fosforic sunt rupte.

Donator și acceptor

Compușii cu energie mare includ, de asemenea, substanțe cu nume lungi care pot forma molecule de ATP în reacții de hidroliză (de exemplu, acizi pirofosforici și piruvici, coenzime succinilice, derivați de aminoacil ai acizilor ribonucleici). Toți acești compuși conțin atomi de fosfor (P) și sulf (S), între care există legături cu energie mare. Este energia care este eliberată în timpul rupturii legăturii cu energie mare în ATP (donator) care este absorbită de celulă în timpul sintezei compușilor organici proprii. Și în același timp, rezervele acestor legături sunt complet reînnoite cu acumularea de energie (acceptor) eliberată în timpul hidrolizei macromoleculelor. În fiecare celulă a corpului uman, aceste procese apar în mitocondrii, în timp ce durata existenței ATP este mai mică de 1 minut. În timpul zilei, corpul nostru sintetizează aproximativ 40 de kilograme de ATP, care parcurg până la 3 mii de cicluri de descompunere fiecare. Și în orice moment dat, aproximativ 250 de grame de ATP sunt prezente în corpul nostru.

Funcțiile biomoleculelor cu energie mare

Pe lângă funcția de donator și acceptor de energie în procesele de descompunere și sinteză a compușilor cu molecule mari, moleculele de ATP joacă mai multe roluri foarte importante în celule. Energia de rupere a legăturilor cu energie mare este utilizată în procesele de producere a căldurii, de lucru mecanic, de acumulare de electricitate și de strălucire. În același timp, transformarea energiei legăturilor chimice în termică, electrică, mecanică servește simultan ca etapă de schimb de energie cu stocarea ulterioară a ATP în aceleași legături macroenergetice. Toate aceste procese din celulă se numesc schimburi de plastic și energie (diagrama din figură). Moleculele ATP acționează, de asemenea, ca coenzime, reglând activitatea unor enzime. În plus, ATP poate fi și un mediator, un agent de semnalizare în sinapsele celulelor nervoase.

Fluxul de energie și materie în celulă

Astfel, ATP în celulă ocupă un loc central și principal în schimbul de materie. Reacțiile prin care apare și se descompune ATP sunt destul de multe și de substrat, hidroliză). Reacțiile biochimice ale sintezei acestor molecule sunt reversibile, în anumite condiții, sunt deplasate în celule spre sinteză sau degradare. Căile acestor reacții diferă în ceea ce privește numărul de transformări ale substanțelor, tipul proceselor oxidative, în metodele de conjugare a reacțiilor care furnizează energie și consumă energie. Fiecare proces are adaptări clare la prelucrarea unui tip specific de „combustibil” și la propriile sale limite de eficiență.

Marcaj de eficiență

Indicatorii eficienței conversiei energiei în biosisteme sunt mici și sunt estimate în valori standard ale eficienței (raportul dintre energia utilă cheltuită pe prestația muncii și energia totală cheltuită). Dar, pentru a asigura îndeplinirea funcțiilor biologice, costurile sunt foarte mari. De exemplu, un alergător, pe unitatea de masă, cheltuiește la fel de multă energie ca un mare liner oceanic. Chiar și în repaus, menținerea vieții corpului este o muncă grea, iar pentru el se cheltuiesc aproximativ 8 mii kJ / mol. În același timp, aproximativ 1,8 mii kJ / mol sunt cheltuiți pentru sinteza proteinelor, 1,1 mii kJ / mol pentru lucrul cardiac, dar până la 3,8 mii J / mol pentru sinteza ATP.

Sistemul celular adenilat

Este un sistem care include suma tuturor ATP, ADP și AMP din celulă la un moment dat. Această valoare și raportul componentelor determină starea energetică a celulei. Sistemul este evaluat în funcție de încărcarea energetică a sistemului (raportul grupărilor fosfat cu reziduul de adenozină). Dacă în celulă este prezent doar ATP, acesta are cel mai mare statut de energie (indicator -1), dacă numai AMP este starea minimă (indicator - 0). În celulele vii, de obicei, sunt menținuți indicatori de 0,7-0,9. Stabilitatea stării energetice a celulei determină rata reacțiilor enzimatice și menținerea unui nivel optim de activitate vitală.

Și puțin despre centralele electrice

După cum am menționat deja, sinteza ATP are loc în organele celulare specializate - mitocondrii. Și astăzi în rândul biologilor există o dezbatere despre originea acestor structuri uimitoare. Mitocondriile sunt centralele electrice ale celulei, „combustibilul” pentru care sunt proteine, grăsimi, glicogen și electricitate - molecule ATP, a căror sinteză are loc cu participarea oxigenului. Putem spune că respirăm pentru ca mitocondriile să funcționeze. Cu cât trebuie să facă mai multă muncă celulele, cu atât mai multă energie are nevoie. Citește - ATP, care înseamnă mitocondrii.

De exemplu, la un sportiv profesionist, mușchii scheletici conțin aproximativ 12% din mitocondrii, iar într-un laic nesportiv, există jumătate dintre ei. Dar în mușchiul cardiac, rata lor este de 25%. Metodele moderne de antrenament pentru sportivi, în special alergătorii de maraton, se bazează pe indicatorii MCP (consumul maxim de oxigen), care depinde direct de numărul de mitocondrii și de capacitatea mușchilor de a efectua sarcini prelungite. Programele de antrenament de conducere pentru sporturi profesionale au scopul de a stimula sinteza mitocondrială în celulele musculare.

Lectia practica numarul 15.

Lucrări pentru lecția numărul 15.

Subiect: SCHIMBARE DE ENERGIE.

Relevanța subiectului.

Oxidarea biologică este un ansamblu de procese enzimatice care au loc în fiecare celulă, ca urmare a faptului că moleculele de carbohidrați, grăsimi și aminoacizi sunt defalcate, în final, la dioxid de carbon și apă, iar energia eliberată este stocată de celulă sub formă de acid adenosin trifosforic (ATP) și apoi utilizată în viața corpului ( biosinteza moleculelor, procesul de divizare a celulelor, contracția musculară, transportul activ, producția de căldură etc.). Medicul trebuie să fie conștient de existența condițiilor hipoenergetice, în care sinteza ATP scade. În același timp, toate procesele vitale sunt afectate, care continuă cu utilizarea energiei stocate sub formă de legături ATP de mare energie. Cea mai frecventă cauză a stărilor hipoenergetice este hipoxie tisularăasociate cu o scădere a concentrației de oxigen în aer, perturbarea sistemelor cardiovasculare și respiratorii, anemii de diverse origini. În plus, stările hipoenergetice pot fi cauzate de hipovitaminozeleasociate cu întreruperea stării structurale și funcționale a sistemelor enzimatice implicate în procesul de oxidare biologică, precum și foame, ceea ce duce la absența substraturilor respiratorii tisulare. În plus, în procesul de oxidare biologică, se formează specii reactive de oxigen, care declanșează procesele peroxidarea lipide ale membranelor biologice. Este necesar să cunoaștem mecanismele de apărare ale organismului împotriva acestor forme (enzime, medicamente care au efect de stabilizare a membranei - antioxidanți).

Obiective educaționale și educaționale:

Scopul general al lecției: insuflarea cunoștințelor despre cursul oxidării biologice, ca urmare a căruia se formează până la 70-8% din energie sub formă de ATP, precum și despre formarea speciilor reactive de oxigen și efectul lor dăunător asupra organismului.

Obiective private: să poată determina peroxidază în hrean, cartofi; activitate de succinat dehidrogenază musculară.

1. Controlul intrării cunoștințelor:

1.1. Teste.

1.2. Sondaj oral.

2. Principalele întrebări ale subiectului:

2.1. Conceptul de metabolism. Procesele anabolice și catabolice și relația lor.

2.2. Compuși macroergici. ATP este un acumulator universal și o sursă de energie în organism. Ciclul ATP-ADP. Sarcina energetică a celulei.

2.3. Etapele metabolice. Oxidarea biologică (respirația țesuturilor). Caracteristici ale oxidării biologice.

2.4. Acceptori primari ai protonilor și electronilor de hidrogen.

2.5. Organizarea lanțului respirator. Transportoare cu lanț respirator (CPE).

2.6. Fosforilarea oxidativă a ADP. Mecanismul de conjugare a oxidării și fosforilării. Coeficientul de fosforilare oxidativ (P / O).

2.7. Control respirator. Disocierea respirației (oxidării) și a fosforilării (oxidare liberă).

2.8. Formarea formelor toxice de oxigen în CPE și neutralizarea peroxidului de hidrogen de către enzima peroxidază.

Lucrări de laborator și practice.

3.1. Metoda pentru determinarea peroxidazei la hrean.

3.2. Metoda pentru determinarea peroxidazei în cartofi.

3.3. Determinarea activității musculaturii succinate dehidrogenazei și inhibarea competitivă a activității sale.

Controlul ieșirii.

4.1. Teste.

4.2. Sarcini situaționale.

5. Literatură:

5.1. Materiale de prelegeri.

5.2. Nikolaev A.Ya. Chimie biologică.-M .: Școala superioară, 1989., p. 199-212, 223-228.

5.3. Berezov T.T., Korovkin B.F. Chimie biologică. - M .: Medicină, 1990. S. 224-225.

5.4. Kushmanova O.D., Ivchenko G.M. Ghid pentru exerciții practice în biochimie.- M .: Medicină, 1983, lucru. 38.

2. Principalele întrebări ale subiectului.

2.1. Conceptul de metabolism. Procesele anabolice și catabolice și relația lor.

Organismele vii sunt într-o legătură constantă și inextricabilă cu mediul înconjurător.

Această conexiune se realizează în procesul de metabolism.

Metabolism (metabolism) – totalitatea tuturor reacțiilor din organism.

Schimbul intermediar (metabolismul intracelular) - include 2 tipuri de reacții: catabolism și anabolism.

Catabolism - procesul de descompunere a substanțelor organice în produse finale (CO 2, H 2 O și uree). Acest proces include metaboliți formați atât în \u200b\u200btimpul digestiei, cât și în timpul descompunerii componentelor structurale și funcționale ale celulelor.

Procesele de catabolism în celulele corpului sunt însoțite de consumul de oxigen, care este necesar pentru reacțiile de oxidare. Ca urmare a reacțiilor catabolice, energia este eliberată (reacții exergonice), de care organismul are nevoie pentru funcțiile sale vitale.

Anabolism - sinteza substanțelor complexe din cele simple. Procesele anabolice folosesc energia eliberată în timpul catabolismului (reacții endergonice).

Sursele de energie pentru organism sunt proteinele, grăsimile și carbohidrații. Energia conținută în legăturile chimice ale acestor compuși a fost transformată din energia solară în timpul fotosintezei.

Compuși macroergici. ATP este un acumulator universal și o sursă de energie în organism. Ciclul ATP-ADP. Sarcina energetică a celulei.

ATF– este un compus cu energie mare care conține conexiuni cu energie mare; hidroliza legăturii fosfat terminal eliberează aproximativ 20 kJ / mol de energie.

Compușii cu energie mare includ GTP, CTP, UTP, fosfat de creatină, fosfat de carbamoil etc. Sunt folosiți în organism pentru sinteza ATP. De exemplu, GTP + ADP à GDF + ATF

Acest proces se numește fosforilarea substratului - reacții exorgonice. La rândul lor, toți acești compuși cu energie mare sunt formate folosind energia liberă a grupului terminal de fosfați din ATP. În cele din urmă, energia ATP este utilizată pentru a efectua diferite tipuri de muncă în organism:

Mecanic (contracția musculară);

Electrice (conducta impulsului nervos);

Chimice (sinteza substanțelor);

Osmotice (transport activ de substanțe prin membrană) - reacții endergonice.

Astfel, ATP este principalul donator de energie direct utilizat în organism. ATP este central pentru răspunsurile endergonice și exergonice.

În corpul uman, se formează o cantitate de ATP, egală cu greutatea corporală și toată această energie este distrusă la fiecare 24 de ore. 1 moleculă de ATP „trăiește” în celulă timp de aproximativ un minut.

Utilizarea ATP ca sursă de energie este posibilă numai în condițiile sintezei continue a ATP din ADP datorită energiei de oxidare a compușilor organici. Ciclul ATP-ADP este principalul mecanism de schimb de energie în sistemele biologice, iar ATP este „moneda energetică” universală.

Fiecare celulă are o sarcină electrică, care este egală cu

[ATP] + ½ [ADP]

[ATP] + [ADP] + [AMP]

Dacă sarcina celulei este 0,8-0,9, atunci în celulă întregul fond de adenil este prezentat sub formă de ATP (celula este saturată de energie și procesul de sinteză a ATP nu are loc).

Pe măsură ce se folosește energie, ATP este convertit în ADP, încărcarea celulei devine egală cu 0, sinteza ATP începe automat.

În articolele anterioare, am subliniat că carbohidrații, grăsimi și proteine poate fi folosit de celule pentru a sintetiza cantități mari de adenozin trifosfat, ceea ce este o sursă de energie pentru aproape toate funcțiile celulare. Din acest motiv, ATP poate fi considerat „moneda energetică” a proceselor metabolice celulare, care poate fi realizată numai prin ATP (sau o substanță similară care diferă de ATP în nucleotidă, fosfagul de guanozină). Pentru informații despre proprietățile ATP, consultați Capitolul 2.

Caracteristică ATF, ceea ce o face extrem de importantă în procesele de furnizare a energiei, este eliberarea unei cantități mari de energie liberă (aproximativ 7300 de calorii, sau 7,3 Kcal la 1 mol în condiții standard, sau mai mult de 12000 de calorii în condiții fiziologice), care se încadrează pe fiecare dintre cele două legături fosfat cu energie mare. Cantitatea de energie eliberată în timpul defalcării fiecărei legături ATP cu energie mare este suficientă pentru a asigura fiecare etapă a oricărei reacții chimice care are loc în organism. Unele reacții chimice care necesită energie ATP utilizează doar câteva sute din cele 12.000 de calorii disponibile, iar restul de energie este disipat sub formă de căldură.

ATF format în timpul oxidării carbohidraților, grăsimilor și proteinelor. În articolele anterioare, am vorbit despre conversia energiei prezente în nutrienți în energie ATP. Pe scurt, ATP se formează în următoarele condiții.

1. Oxidarea carbohidraților, în principal a glucozei și oxidarea altor zaharuri, dar în cantități mai mici, de exemplu, oxidarea fructozei; aceste procese sunt observate în citoplasma celulelor în timpul proceselor anaerobe de glicoliză și în mitocondrii în timpul oxidării aerobe în ciclul acidului citric (ciclul Krebs).
2. Oxidarea acizilor grași în mitocondrii celulelor în timpul beta-oxidării.
3. Oxidarea proteinelor, care trebuie mai întâi hidrolizată la aminoacizi cu clivaj ulterior de aminoacizi la produsele intermediare ale ciclului acidului citric și apoi la acetil-CoA și dioxid de carbon.

ATF - o sursă de energie pentru sinteza celor mai importante componente ale celulei. Cele mai importante procese care necesită energie ATP includ formarea de legături peptidice între moleculele de aminoacizi în legătură cu sinteza proteinelor. În funcție de tipul de aminoacizi care intră în reacție, fiecare legătură peptidică formată conține de la 500 până la 5000 k / mol. Reamintim că energia a patru legături fosfat cu energie mare este consumată pentru a furniza o cascadă de reacții care formează fiecare legătură peptidică. Acest lucru necesită un număr total de 48.000 de calorii, ceea ce este semnificativ mai mult decât 500-5.000 de calorii stocate în fiecare legătură peptidică.

ATP energetic utilizat pentru sinteza glucozei din acidul lactic și sinteza acizilor grași din acetil-CoA. În plus, energia este consumată pentru formarea colesterolului, fosfolipidelor, hormonilor și a altor substanțe din organism. Chiar și urea excretată de rinichi necesită energie ATP pentru a fi produsă din amoniac. Ținând cont de toxicitatea extremă a amoniacului, se poate înțelege semnificația și valoarea acestei reacții, care menține concentrația de amoniac din organism la un nivel foarte scăzut.

ATF oferă energie pentru contracția musculară. Contracția musculară este imposibilă fără energia ATP. Miozina, una dintre proteinele contractile importante ale fibrei musculare, acționează ca o enzimă care determină descompunerea ATP la ADP, eliberând energia necesară pentru contracția musculară. În absența contracției musculare, o cantitate foarte mică de ATP este de obicei defalcat, dar acest nivel de consum de ATP poate crește cu până la 150 de ori (comparativ cu repausul) într-o perioadă scurtă de activitate maximă (mecanismul prin care energia ATP este utilizată pentru a promova contracția musculară).

ATF asigură energie pentru transportul activ între membrane. Transportul activ al majorității electroliților și substanțelor, cum ar fi glucoza, aminoacizii și acidul acetoacetic, poate fi efectuat împotriva unui gradient electrochimic, chiar dacă difuzarea naturală trebuie efectuată de-a lungul unui gradient electrochimic. Pentru a contracara aceasta necesită cheltuieli de energie, care sunt furnizate de ATP.

APRILIE asigură energie pentru procesele de secreție. În conformitate cu aceleași reguli ca absorbția substanțelor în raport cu gradientul de concentrație, procesele de secreție se desfășoară în glande, deoarece energia este necesară și pentru concentrarea substanțelor.

ATF oferă energie pentru conducerea excitației de-a lungul nervilor. Energia folosită pentru a conduce un impuls nervos este derivatul energiei potențiale stocate sub formă de diferență de concentrație de ioni pe ambele părți ale membranei fibrei nervoase. Astfel, o concentrație mare de ioni de potasiu în interiorul fibrei și o concentrație scăzută în exterior sunt un fel de metodă de stocare a energiei. Concentrația mare de ioni de sodiu pe suprafața exterioară a membranei și concentrația scăzută la interior reprezintă un alt exemplu de mod de stocare a energiei. Energia necesară pentru a conduce fiecare potențial de acțiune de-a lungul membranei de fibră este un derivat al energiei stocate atunci când o cantitate mică de potasiu părăsește celula și un flux de ioni de sodiu se grăbește în celulă.

Cu toate acestea, sistemul de transport activ, furnizate de ATP-ul energetic, readuce ionii deplasați în poziția lor inițială în raport cu membrana fibrei.

Dimensiune: px

Începeți afișarea de pe pagină:

Transcriere

1 Energie celulară ATP ADP + F ATP AMP + F F F + F kJ / mol 32,23 (30,5) F 36,0 33.4 Cea mai cunoscută sursă de energie din celulă este ATP. Există două legături cu energie mare în molecula ATP.

2 Există două legături cu energie mare în molecula ATP. ATP ADP + F ATP AMP + F F F + F kJ / mol 32,23 (30,5) F Unele enzime rup legătura dintre al treilea și al doilea fosfat, altele între cel de-al doilea și primul. În cel de-al doilea caz, pirofosfatul este scindat, care conține, de asemenea, o energie mare 36,0 33,4 (F F - pirofosfat)

3 GTP și CTP au aceeași energie de legare la energie mare ca ATP. Legăturile macroergice sunt de asemenea prezente în alte molecule, cu excepția trifosfaților nucleotidici ATP ADP + F ATP AMP + F F F + F kJ / mol 32,23 (30,5) F 36,0 33,4 GTP PIB + F CTP CDP + F

4 Coenzima A este un donator / acceptor al unei grupări acetil (sau acil). Când legătura cu energie mare este împărțită, energia este cheltuită pentru adăugarea de acetil / acid gras la o anumită substanță. ATP ADP + F ATP AMP + F F F F + F Acetil-CoA kJ / mol 32,23 (30,5) F 36,0 33,4 34,3

5 1,3-difosgloglicratul și fosfenolpiruvatul sunt donatori de energie pentru producerea de ATP în glicoliză anaerobă ATP ADP + P ATP AMP + F kJ / mol 32,23 (30,5) Ph Ph Ph Ph + Ph Acetil-CoA 1,3-difosfoglicrat Fosfenolpiruvat 36,0 33,4 34,3 34,1 54,05 (61,9)

6 Fosfat de creatină servește ca donator de energie în timpul contracției musculare ATP ADP + F ATP AMP + F kJ / mol 32,23 (30,5) F F F F + F Acetil-CoA 1,3-difosfoglicerat Fosfenolpruvatat Fosfat de creatină 36,0 33,4 34 , 3 34,1 54,05 (61,9) 42,7 (43,1)

7 Dacă energia este eliberată în timpul divizării legăturii macroergice, atunci ea trebuie cheltuită în timpul formării acesteia. ATP ATP ADP + P AMP + P P P P P + F Acetil-CoA 1,3-difosfoglicerat Fosfenolpiruvat Creatin fosfat kJ / mol 32,23 (30,5) GTP 36,0 CTP 33,4 34,3 34,1 54 .05 (61,9) 42,7 (43,1)

8 Există două modalități de a obține o moleculă cu o legătură de mare energie: ADP + P \u003d ATP Preiați energie pentru adăugarea fosfatului (sau acetilului) dintr-un compus organic cu o legătură mare de energie Fosforilarea substratului Folosiți energia unui gradient ionic pentru a adăuga fosfat fosforilația oxidativă Glicoliza anaerobă este un exemplu de fosforilație a substratului: Glucos (C6) piruvat (2xC3) + 2ATP ... 1,3-difosfoglicerat + ADP \u003d 3-fosfoglicrat + ATP ... Fosfenolpiruvat + ADP \u003d piruvat + ATP

9 Metoda de fosforilare oxidativă Natura creată numai pentru producerea de ATP. ADP + F \u003d ATP Ia energie pentru adăugarea de fosfat (sau acetil) dintr-un compus organic cu o legătură mare de energie Fosforilarea substratului Folosește energia gradientului ionic pentru adăugarea fosfatului Fosforilare oxidativă Glicoliză anaerobă: glucoză (C6) piruvat (2xC3) + 2ATP ... 1, 3-difosfoglicrat + ADP \u003d 3-fosfoglicerat + ATP ... Fosfenolpiruvat + ADP \u003d piruvat + ATP

10 Cea mai mare parte a energiei celulare este creată ca urmare a fosforilării oxidative sub forma legăturii ATP cu energie mare. Această energie este apoi distribuită prin fosforilarea substratului către alte molecule cu legături energetice mari. Prin urmare, ATP este denumită sursa universală de energie în celulă.

11 Pentru a crea un gradient electrochimic de ioni, * o membrană izolatoare, * un mecanism și energie pentru pomparea ionilor, precum și * un mecanism pentru transformarea energiei unui gradient ionic în energie a unei legături cu energie mare este necesară. Aceste mecanisme sunt lanțul de transport de electroni și ATP sintaza încorporate în membrană. Energia electronilor este folosită pentru pomparea protonilor sau ionilor de sodiu, membrana ajută la crearea unei concentrații mari a acestora. ATP sintaza folosește energia gradientului ionic pentru a atașa fosfatul la ADP.

12 Majoritatea organismelor utilizează energia gradientului electrochimic al ionilor de hidrogen pentru fosforilarea oxidativă. ATP + H

13 Unele specii de arhaea utilizează energia gradientului electrochimic al ionilor de sodiu ATP + Na pentru fosforilarea oxidativă

14 În organismele care trăiesc pe Pământ, puteți găsi toate tranzițiile tipurilor de energie ATP H + + Na

15 Transformări de tipuri de energie într-o celulă animală ATP H + Celulă animală Celulă animală + Na Lanț de lanțuri de transport de electroni ATP ATP ATP ATP ATP ATP ATP Mitocond mitocond HH HH rii Lizozomi, lizozomi, endosomi, granule prenatale Na

16 ATP H Transformări de tipuri de energie într-o celulă vegetală + Na + Celulă celulară plantă Lanț vegetal Lanț de transport de electroni electroni ATP ATP N N N N N N Na Na ATP ATP Mitocondrie Mitocondrie Cloroplasturi Cloroplaste Vacuole Vacuole Membrană plasmatică Membrană plasmatică

17 Transformarea și utilizarea energiei în celule Legătură chimică Lumină Lanț de transfer de electroni Potențial de membrană Legătură macroergică Căldură Transfer transmembran de substanțe cu greutate moleculară mică Metabolism, transport, inclusiv prin membrană

18 Cea mai mare parte a energiei conținute în legăturile cu energie mare se formează sub formă de ATP în mitocondrii, lizozomi secundari, mediu extracelular Citozol Mitocondrie Căi metabolice principale ale celulelor animale

19 ATP este format în mitocondrii prin fosforilare oxidativă. Acest ATP este transportat din mitocondrii și utilizat în întreaga celulă Lumenul tubular Nucleul Mitocondriei Mitocondria în celulele epiteliale ale tubilor renali

20 „Portretul” mitocondriilor din hepatocitele de șobolan

21 Reprezentarea schematică a mitocondriilor din hepatocitele de mamifere Există puține proteine \u200b\u200bîn membrana externă, multe dintre ele formând canale prin care substanțele cu molecule joase intră în spațiul intermembran din citosol. Membrana interioară este permeabilă numai la substanțe mici nepolare. Conține proteine \u200b\u200bale lanțului de transport de electroni. Matricea conține ADN, ARN, (CPE) și ribozomi de transport, enzime ale ciclului Krebs și proteine. multe alte enzime. Ele servesc multiple funcții ale mitocondriilor.

22 Forma mitocondriilor variază. Difera în celulele diferitelor țesuturi ale aceleiași specii și poate diferi în celulele organismelor din diferite specii Mitocondrii filamentare în celulele intestinului melcului Cristae tubulare în mitocondriile celulelor cortexului suprarenal al unui mamifer

23 Forma mitocondriilor este diversă

24 Forma mitocondriilor este diversă

25 Forma mitocondriilor se schimbă rapid. Mitocondriile se pot contopi într-o structură mai mare sau se pot împărți în altele mai mici. Acestea sunt desene ale unei părți dintr-o cușcă, realizate la anumite intervale. Se poate observa cum s-a schimbat forma mitocondriilor și locația lor în raport cu nucleul celular.

26 Celulele nu pot stoca, stoca și transporta ATP pe distanțe lungi. Se mișcă mitocondrii unde este nevoie de ATP. Pore \u200b\u200bnucleare Mitocondrie Plic nuclear Pore nucleare EPS Nucleu Zonă de fuziune a membranelor EPS și plic nuclear

27 Cunoașterea procesului de fosforilare oxidativă, începem cu coenzime: Transportor de grup fosfat Transportor de grup acil Transportori de protoni și electroni Nicotinamidă adenină dinucleotidă (NAD) Nicotinamidă adenină dinucleotid fosfat (NADP) OPO2 Flavina adenină dinucleotidă (FAD)

28 Matricea mitocondrială conține enzimele ciclului Krebs (ciclul acidului citric, ciclul acidului tricarboxilic). Acestea descompun compuși organici în dioxid de carbon, protoni și electroni. Acetil ~ CoA Pyruvate C3 CO2 NAD + Acizi grași NAD C4 C4 FADH2 FAD Aminoacizi NKoA C4 C6 C6 PESTE GTP Molecula GTP HDF + P C4 este formată prin substrat fosforilare NAD + C6 NAD C5 NAD +

29 NAD și FADH2 donează electroni lanțului de transport de electroni, iar energia lor este utilizată pentru a crea o concentrație mare de protoni în spațiul intermembran al mitocondriilor. Acetil ~ CoA NKoA PESTE + PESTE FADN2 FAD PESTE GTP Peste HDF + F NAD + OVER +

30 Componente ale lanțului de transport de electroni și ATP sintază Lanț de transport de electroni Spațiu intermembrană Citocrom C Complex Ubiquinonă I NADH dehidrogenază Complex III b-c1 Complex IV Citocrom oxidază ATP sintază Matrică Componentele CPE pot accepta un electron și îl pot da doar în secvența prezentată în figură.

31 Componente ale lanțului de transport de electroni localizate în membrană: Proteine: Complex I\u003e 40 polipeptide Complex III 9 x 2 polipeptide Complex IV Polipeptide 8 x 2 Ubiquinona este un compus solubil în grăsimi. Toate componentele membranei sunt în continuă mișcare și transferă un electron atunci când se întâlnesc. Citocromul C este un polipeptid cu M.m situat în spațiul intermembran. Acesta ia un electron și îl dă atunci când se apropie de membrană.

32 Un electron trece prin CPE și este transferat în oxigen molecular, atașându-l, se transformă în H2O 10 nm matricea sa e - H NADH + O2 - FADH2 H2 O Matrice

33 Complexele I, II și III pompează protoni în spațiul intermembran. Ca urmare, pH-ul 8 este creat în matrice, iar pH 4-5 în spațiul intermembran. Protonii trec de-a lungul gradientului de concentrație prin ATP sintaza, energia lor este utilizată pentru a atașa fosfatul la ADP. H H + + H + H 10 nm + H + ATP ADP + F

34 ATP sintaza este un complex complex de mai mult de 20 de polipeptide. 3 ADP + P ATP 3 Pentru a atașa un ion fosfat la o moleculă ADP, este necesară energia a aproximativ trei protoni. Dar protoni sunt necesari și pentru alte procese.

35 Datorită energiei protonilor, substanțele sunt transportate prin membrana interioară. ADP ATP / ADP ATP antiporter Fosfat piruvat, acizi grași, aminoacizi Ca ++

36 În grăsimea brună, în loc de antiporterul ATP / ADP, se utilizează proteina termogenină. Nu transferă ATP / ADP, ci protoni din spațiul intermembran în matrice. Ca urmare a muncii sale, se degajă căldură, dar ATP nu se formează. H + 10 nm

37 Funcțiile mitocondriilor sunt diverse 1. Fosforilarea oxidativă 2. Termoreglarea (termogenina) 3. Distrugerea acizilor grași și formarea acetil-coa 4. Alungirea lanțurilor de acizi grași 5. Sinteza porfirinelor 6. Presinteza hormonilor steroizi 7. Participarea la metabolismul aminoacizilor 8. Participarea la metabolismul apoptozei 9. Replicare, transcriere, traducere

38 Porfirinele sunt o componentă importantă a citocromelor, hemoglobinelor, mioglobinelor și clorofilei. Porfirinele sunt sintetizate în mitocondrii Protoporphyrin IX cu participarea coenzimei acetilice A. Fe ++ Protoemul IX Citocromele Mg ++ Myoglobina Hemoglobinele Clorofila

39 În matricea mitocondriilor celulelor cortexului suprarenal, hormonii steroizi sunt sintetizați din colesterol cu \u200b\u200bparticiparea acetil-co A

40 Sinteza hormonilor steroizi arată că procesele metabolice sunt rezultatul muncii comune a multor compartimente. Citosol - OOS O OH C \u003d H3C Mitocondrii CH2 CH2 CH2 Mevalonat C ~ CH3 SCoA Acetil-CoA OH EPS Peroxisom Squalene F F O H2C Farnesil pirofosfat Colesterol hormoni steroizi

41 De obicei, există mai multe molecule de ADN în fiecare mitocondriu. Mitocondriile care divizează au în mod necesar molecule de ADN, adică înainte de a se împărți, mitocondriile își dublează moleculele de ADN.

Subiectul 2. 2. Structura și funcția mitocondriilor. Locul mitocondriei de sinteză a cantității principale de ATP în celula Lumenul tubular Nuclei Mitocondrie Mitocondrie în celulele epiteliale ale tubilor renali Mitocondri

SCHIMBAREA ENERGIEI http://biochemistry.ru/biohimija_severina/b5873content.html (Biochimie. SECȚIUNEA 6. Schimbul de energie - L.V. Avdeeva, N. A. Pavlova, G.V. Rubtsova) LEGII BIOENERGIE V.P. Skulachev http : //www.pereplet.ru/nauka/soros/pdf/9701_009.pdf

Subiectul prelegerii: Căi generale ale metabolismului și energiei 1 Bioenergia este o ramură a biochimiei care studiază modalitățile de excreție, transformare, acumulare și utilizare a energiei în organismele vii 2 Principalele etape ale catabolismului

1. Organismele autotrofe includ 1) mucorul 2) drojdia 3) penicilii 4) clorella TEMA "Metabolizarea energiei" 2. În procesul de pinocitoză, 1) lichid 2) gaze 3) solide 4) bulbi

1 Celulă, ciclul său de viață (stabilirea corespondenței) Răspunsurile la sarcini sunt un cuvânt, o frază, un număr sau o secvență de cuvinte, numere. Notează-ți răspunsul fără spații, virgule sau alte suplimente

Ciclul acizilor tricarboxilici Kiryukhin D.O. ATP citoplasmă glicoliză piruvat glucoză Ciclul Krebs NADH, FADN 2 mitocondrii ATP Fosforilare oxidativă DO Kiryukhin Schema generală de obținere a ATP pe cale de descompunere

Schimb de energie Celula este un sistem deschis. Homeostazia Celula este un sistem deschis, metabolismul se realizează numai dacă celula primește din mediul înconjurător toate substanțele de care are nevoie

Subiectul 2. 3. Structura și funcțiile plastidelor Cromoplast Proplastida Dark S t in Etioplast Amiloplast C t Cloroplast Interconversia diferitelor tipuri de plastice Vedere generală a celulelor vegetale 5 μm Cloroplast

Biochimie. Lecția 4. Subiect: Transfer de electroni. Reacții Redox. Reacțiile Redox sunt reacții în care electronii sunt transferați de la agentul de reducere

Metabolism și conversia energiei în celulă Opțiunea 1 Partea 1 Răspunsul la sarcinile 1-25 este o cifră, care corespunde numărului răspunsului corect 1. Un set de reacții de biosinteză

Clasa a 10-a Biologie imersiune 3 Subiect: Schimb de energie. 1. Cea mai mare cantitate de energie este eliberată în timpul descompunerii moleculelor 1) proteine \u200b\u200b2) grăsimi 3) carbohidrați 4) acizi nucleici 2. În anoxic

Organoide și citosol din celulele animale și vegetale Fiecare compartiment diferă de celelalte compartimente în reacțiile chimice Există mai multe compartimente în mitocondrii și plastide. Trebuie să știți: în ce compartiment

1. Macronutrienții includ: BLOCUL 2 Celulă ca sistem biologic. 1) oxigen, carbon, hidrogen, azot 2) oxigen, fier, aur 3) carbon, hidrogen, bor 4) seleniu, azot, oxigen 1) 2. Organoid,

BASELE LECTURII BIOENERGIEI I. Introducere. Etapele metabolismului energetic O proprietate integrală a ființelor vii este metabolismul (metabolism), un set de diferite procese biochimice, ca urmare

INTRODUCERE LA SCHIMBUL DE SUBSTANȚE ȘI ENERGIE Activitatea vitală a organismelor include: a) metabolismul și energia; b) transfer de informații genetice; c) mecanisme de reglementare. Încălcarea oricărei legături duce la patologie.

Lecția 3. Subiect: BIOLOGIA CELULUI. FLUXUL DE SUBSTANȚE ȘI ENERGIE ÎN CELUL "" 200 g Scopul lecției: studierea trăsăturilor distinctive ale celulelor pro și eucariote; studiați sistemele anabolice și catabolice ale celulei;

METABOLISM. Schimbarea de plastic și de energie. Zonova Natalya Borisovna, profesoară de biologie MBOU SOSH 38, cea mai înaltă categorie COD DE ELEMENTE DE CONȚINUT ȘI CERINȚE LA NIVELUL CODULUI DE FORMARE GRADUATĂ

Metabolism și energie. Respirația țesuturilor 1. Etapele metabolismului și energiei. 2. Oxidarea biologică. Respirația țesuturilor. 3. Fosforilarea oxidativă. 4.Patologia respirației tisulare și oxidativă

Plastide - organele celulelor plantelor și protozozurile fotosintetizante Cromoplast Proplastida Dark S ta in Etioplast Amiloplast C t Cloroplast Tipuri de plastide și interconversia lor. Tipuri de plastide 1

Metabolism. Schimb de energie. Fotosinteză. Sinteza proteinei. 1. Care dintre următoarele procese are loc în faza întunecată a fotosintezei? 1) formarea glucozei 2) sinteza ATP 3) fotoliza apei 4) formarea

Material de preparare 10.2kl. Biologie P3 Structura unei celule eucariote. "Sarcina 1 Enzimele care descompun grăsimile, proteinele, carbohidrații sunt sintetizate: pe lizozomi pe ribozomi în complexul Golgi 4) în vacuole

Pregătirea pentru examenul în biologie Schimbul de energie Walter S.Zh. lector superior al departamentului EGTO BOU DPO "IROOO" Procesul schimbului de energie poate fi împărțit în trei etape: prima etapă este

Banca de locuri de muncă. Mersiunea 1 9 gradul 1. Care dintre prevederile teoriei celulare introduse în știința R. Virkhov? 1) toate organismele sunt compuse din celule 2) fiecare celulă provine de la o altă celulă 3) fiecare celulă este oarecare

Prelegere 7 BIOENERGIE. OXIDAREA BIOLOGICĂ, RESPIRAREA TESTEI 1. Definiția bioenergeticii Bioenergia studiază transformările energetice care însoțesc reacțiile biochimice. Se știe că non-biologice

UNIVERSITATEA, PRINCIPALA FACULTATĂ MEDICALĂ, DEPARTAMENTUL BIOCHIMIEI DUPĂ ACADEMICIAN BEREZOV T.T. LECTURA 6 SCHIMBUL DE SUBSTANȚE ȘI ENERGIE (METABOLISM) PROFESOR CHERNOV NIKOLAI NIKOLAEVICH DEPARTAMENTUL BIOCHIMIEI

Pregătirea gimnaziului rus Järve PENTRU EXAMENUL DE STAT ÎN BIOLOGIE Subiect: „Energie și metabolismul plastic în celule” Opțiunea I 1. Se consideră fig. 1. Denumiți etapele biosintezei proteice (I, II)

STRUCTURILE CELULARE DE BAZĂ BIOLOGICĂ ȘI TREBUL TEORIEI CUNOAȘTINȚE TESTUL CELUILOR ANIMALE ȘI PLANTELOR NUMELE CARACTERISTICILOR STRUCTURII NUCLEULUI (FĂ O CELULĂ PROKARIOOTICĂ)

Tema 5. 2. Organizarea structurală a proceselor metabolice în celulă. Transport vezicular. Structura și funcțiile aparatului Golgi și EPS lin. Transport transmembran Cytosol Bubble transport EPS

TEMA "Schimbul de plastic" 1. Substanțele organice gata se hrănesc cu 1) ciuperci 2) ferigi 3) alge 4) mușchi 2. Organismele se hrănesc cu substanțe organice gata 1) autotrofe 2) heterotrofe 3)

Lectură 7 Structura și funcția cloroplastelor. Bazele fotosintezei. Mitocondrii și cloroplaste ca organe semi-autonome. Peroxisomes. Celula vegetală cu cloroplaste și cloroplast vacuol, vedere în secțiune

Conferinta 6 Chimia respiratiei 1. Teoria lui V.I. Palladin. 2. Indicatori de respirație: intensitate și coeficient respirator. 3. Moduri de disimilare a carbohidraților. Glicoliza, esența sa, energia. 4. Ciclul di- și tricarboxilic

Banca de locuri de muncă. Imersiune 1 10 grad 1. Care dintre prevederile teoriei celulare introduse în știința R. Virkhov? 1) toate organismele sunt compuse din celule 2) fiecare celulă provine de la o altă celulă 3) fiecare celulă este

1. Bacteriile nitrifiante sunt denumite 1) chimiotrofe 2) fototrofe 3) saprotrofe 4) heterotrofe TEMA „Photosinteza” 2. Energia luminii solare este transformată în energie chimică în celulele 1) fototrofe

Lecția de biologie în clasa a IX-a Subiectul lecției „Metabolizarea celulelor” Profesor de biologie MBOU „Școala gimnazială 2” din categoria primelor calificări Kolikova Natalia Borisovna Obiectivele lecției: familiarizarea elevilor cu conceptul de „metabolism

Subiect pentru prelegerea TEORIE CHIMIOSMOTICĂ. TRANSMEMBRANE ELECTROCHEMICAL PROTON GRADIENT Slide 1 Teoria chimiosmotică. Gradient de protoni electrochimici transmembranari. Tranziția la ATP. diapozitiv

Ciclul acizilor tricarboxilici Kiryukhin D.O. ATP citoplasmă glicoliză piruvat Acetil-SKoA glucoză Ciclul Krebs NADH, FADN 2 mitocondrie ATP Fosforilare oxidativă Kiryukhin DO Schema generală pentru obținerea ATP

1 Celulă, ciclul său de viață (alegere multiplă) Răspunsurile la sarcini sunt un cuvânt, o frază, un număr sau o secvență de cuvinte, numere. Notează-ți răspunsul fără spații, virgule sau alte suplimente

Rata de reacție, μmol / min EFECTUL TEMPERATURII PE ACTIVITATEA ENZIMILOR 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 10 20 30 40 50 60 70 Temperatură, grade Celsius Temperatură la care activitatea catalitică a enzimei

Organizarea fluxurilor de materie și energie în celulă. Întrebări: 1. Dispoziții de bază ale teoriei celulare. 2. Celule procariote și eucariote. 3. Structura, proprietățile și funcțiile membranei plasmatice.

PM 03. Efectuarea de cercetări biochimice de laborator. „Metabolism și energie”. Manual metodic pentru auto-instruire a elevilor. SPb GBPOU "MK 3". Basharina OB, 2019 Întrebări educaționale: 1. Metabolism.

Subiectul 5. 1. Organizarea structurală a proceselor metabolice în celulă. Sinteza, modificarea și transportul proteinei prin membrane Procesele de translație pe o membrană de EPS grosier. Etapele „vieții” proteinei

Curs 5. Respiratia plantelor Caracteristici generale si etape ale respiratiei Respiratia este descompunerea oxidativa a substantelor organice sintetizate in procesul de fotosinteza, continuand consumul

Funcții alternative ale respirației celulare Egorova Yulia Kazan, KSU, 2010 Conform lui V.P. Skulachev "Funcții alternative de respirație celulară" Mai mult de 90% din absorbit О 2: Н 2 О + 4Н + + 4е + oxidază Mai rar, mai puțin

Lectură 6. Contacturi intercelulare (sfârșit) Mitocondrii Contacturi intercelulare. Epiteliu, EM Contact intercelulare, rezumat Contact strâns (diagrama) Contact strâns (zonula Componente ale catene proteice. Ocludeni)

Subiectul prelegerii Glicoliza Glicoliza este calea centrală a catabolismului glucozei. Produse finale, în principal: lactat în condiții anaerobe, CO 2 și H2 O în condiții aerobe (piruvat). Glicoliza apare în toate

Subiectul 1 Introducere. Compoziția chimică a organismelor vii. 1. Disciplina biochimiei animale și sarcinile sale 2. Compoziția chimică a organismelor vii 1. Ce studiază biochimia? 2. Cum se împarte biochimia pe arii de cercetare

Biologie gradul 10. Opțiune demonstrativă 2 (45 minute) 1 Lucrare tematică de diagnostic 2 pentru pregătirea examenului de stat unificat în BIOLOGIE pe tema „Biologie generală” Instrucțiuni pentru efectuarea lucrării Pentru a efectua diagnosticul

Departamentul de Chimie Biologică Legile generale ale metabolismului și energiei. Ciclul acidului tricarboxilic. Aleksandrova E.V., Levich S.V. 2015 1 Metabolism (metabolism) și energie un set de procese catabolice

Lectură 17 GRĂSĂTURILE CA SURSE DE ENERGIE 1. b-oxidarea acizilor grași Scopul oxidării acizilor grași: 1) în scopuri energetice apare la nivelul ficatului, rinichilor, mușchilor scheletici și cardiaci; 2) o sursă de endogen

Evoluția mecanismelor biologice de stocare a energiei Compilat de: Biryulina Marina Departamentul de Biochimie, KSU, 2010 Conform V.P. Skulachev Sursa de energie primară Cuanticul ultraviolet are un exces de energie

Lucrări de testare pentru prima jumătate a anului în clasa a 10-a. Opțiunea 1. PARTEA 1 A1. Procariote includ 1) plante 2) animale 3) ciuperci 4) bacterii și cianobacterii A. 2. Principiul complementarității este baza

Subiect 1. Compoziția chimică a celulei Atribuții din partea A Alegeți un răspuns, care este cel mai corect 1. Denumiți compușii organici care sunt conținuți în celulă în cea mai mare cantitate (în%

Zaporizhzhya State Medical University Departamentul de Chimie Biologică Lector: profesor asociat Krisanova Nataliya Viktorovna 2017 Principalii carbohidrați pentru oameni Mecanisme de absorbție a monosacharidelor Cavitate

Metabolizarea glicogenului Glucoza în perioada de absorbție este păstrată în majoritatea țesuturilor sub formă de omopolizaharidă a glicogenului. Rolul de rezervă al glicogenului se datorează a două proprietăți importante: este inactiv osmotic

Instituția de învățământ superior bugetară a statului federal de învățământ superior VORONEZH UNIVERSITATEA AGRARĂ STATUL NUMIT DUPĂ EMPEROR PETER I Departamentul de Chimie Raport abstract "Biologic

Prelegere 1. Subiect: ORGANIZAREA FLUXULUI DE SUBSTANȚĂ ȘI ENERGIE ÎN CELUL O celulă este principala unitate structurală, funcțională și genetică a ființelor vii. Acesta (nucleu și citoplasmă) conține toate cele genetice

Capitolul II Ghidul bioenergiei 5 Subiect: Introducere în metabolism. Bioenergie. Compuși macroergici Experiment 1. Determinarea cantitativă a catalazei Principiul metodei: în centrul calitativ

Acizii nucleici Acizii nucleici și rolul lor în activitatea vitală a celulelor Acizii nucleici au fost descoperiți în a doua jumătate a secolului XIX de biochimistul elvețian Friedrich Miescher Friedrich Miescher Acizii nucleari

Sarcini pentru secțiunile „Bioenergie” și „Metabolism”. Colecția lui V.V. Alabovsky „Sarcini situaționale în biochimie”. Opțiune .. Animalul a primit grăsime cu alimente, în care unul dintre

Lectura 4 Etapa ușoară a fotosintezei 1. Conceptul funcționării a două sisteme foto, structura și scopul acestora. 2. Conceptul de unitate fotosintetică și centre de reacție. 3. Structura transportului de electroni

CATEDRA BIOCHIMIE ȘI BIOCHIMIE CLINICĂ Pag. 1/5 Orientare 2 Subiect: Metabolismul lipidelor de rezervă Experiență 1. Determinarea corpurilor cetonice Principiul metodei. Acetonă și acid acetoacetic care interacționează

Ghid de formare chimică biologică Ghid pentru instruire individuală a BIOCHIMIE DINAMICĂ PARTEA II KHARKOV - 2015 1 MINISTERUL SĂNĂTĂȚII UCRAINEI UNIVERSITATEA FARMACEUTICĂ NAȚIONALĂ

Metabolizarea lipidelor Prelegere pentru studenții de specialitate „Stomatologie”, profesor asociat la Departamentul de Biochimie numit după Academician T.T.Beryozov Lobaeva Tatyana Aleksandrovna 2014 Conținut prelegeră Acetonă (cetonă)

Organizarea fluxurilor de materie și energie în celulă Dispoziții de bază ale teoriei celulare Celule procariote și eucariote Structura, proprietățile și funcțiile membranei plasmatice Metode de aport de substanțe

Banca sarcinilor Clasa a IX-a Biologie Profil P2 Sarcina 1 Biosinteza proteinelor Structura secundară a unei molecule proteice are forma de ... spirale ale unei duble elici a unei bile de fir Sarcina 2 Biosinteza proteinelor Câți aminoacizi codifică

eu Compuși macroergici (greci makros mare + ergon, acțiune; sinonim: compuși cu energie mare)

un grup de substanțe naturale, ale căror molecule conțin legături bogate în energie sau cu energie mare; sunt prezente în toate celulele vii și participă la acumularea și conversia energiei. legături cu energie mare în molecule M. c. însoțită de eliberarea de energie utilizată pentru biosinteză și transportul substanțelor, contracția musculară, digestia și alte procese vitale ale organismului.

Toți faimosii M. s. conțin fosforil (-PO 3 H 2) sau acil

se grupează și poate fi descrisă prin formula X-Y, unde X este un atom de azot, oxigen, sulf sau carbon și Y este un atom de fosfor sau carbon. Reactivitatea SM asociat cu o afinitate crescută de electroni a atomului Y, ceea ce duce la o energie liberă ridicată de hidroliză de M., în valoare de 6-14 kcal / mol.

Un grup important de compuși, care include SM, sunt acizii fosforici sau adenilici - nucleozide care conțin riboză și resturi de acid fosforic (vezi. orez .).

ATP este acid fosforic adenozinic care conține 3 reziduuri de acid fosforic (sau reziduuri de fosfați), servește ca purtător universal și principalul acumulator de energie chimică în celulele vii, multe enzime (vezi Coenzime) . ATP nu este singurul compus biologic activ care conține legături de pirofosfat. Unii compuși fosforilați nu diferă în ATP în cantitatea de energie conținută în astfel de legături. Cu toate acestea, difosfații acestor compuși nu pot înlocui acidul adenosin difosforic în acele procese care duc la sinteza ATP, iar trifosfatii lor nu pot înlocui ATP în procesele ulterioare ale metabolismului energetic, în care ATP este utilizat ca energie necesară pentru reacțiile biosintetice. Este posibil ca un grad atât de înalt de specificitate să reflecte nu atât unicitatea ATP, cât și caracteristicile unice ale proceselor biochimice adaptate exclusiv ATP.

În unele reacții biosintetice, sursa directă de energie nu este ATP, ci unele alte trifosfonucleotide. Cu toate acestea, ele nu pot fi considerate o sursă primară de energie, deoarece ele însele sunt formate ca urmare a transferului unui grup de fosfați sau pirofosfat din ATP. Acest lucru este valabil și pentru o substanță de alt tip adaptată pentru stocarea energiei - fosfat de creatină (vezi Creatinină) . Macroergic în molecula ATP sunt două legături pirofosfat: între α- și β- și între reziduurile β- și γ-fosfat. În timpul hidrolizei legăturii de pirofosfat terminal, 8.4 kcal / mol (la pH 7,0, o temperatură de 37 °, un exces de ioni Mg 2+ și o concentrație de ATP egală cu 1 M). Toate procesele din organism, însoțite de acumularea de energie, duc în final la formarea ATP, care joacă rolul unei legături între procesele care au loc cu consumul de energie și procesele însoțite de eliberarea și acumularea de energie.

Clivajul reziduurilor de fosfat din moleculele de ATP apare cu participarea adenozin trifosfatazelor (ATP-ases) - enzime din clasa hidrolazei care sunt răspândite în celulele tuturor organismelor și asigură utilizarea energiei ATP pentru diverse procese vitale. Grupul de transport ATP-ases transportă activ ioni, aminoacizi, nucleotide, zaharuri și alte substanțe prin membrane biologice, creează și menține gradienți de concentrație de ioni (gradienți ionici) pe ambele părți ale membranelor biologice. Transportul activ al ionilor, furnizat de energia hidrolizei ATP, stă la baza bioenergiei (bioenergetică) a celulei, a proceselor de excitație celulară, a intrării în celulă și a excreției de substanțe din celulă și corp. H + - ATP-ase al membranelor mitocondriale, cloroplastelor și celulelor bacteriene, Ca 2+ - ATP-ase al membranelor intracelulare ale celulelor musculare și eritrocitelor și, de asemenea, Na +, K + ATP-ase, care este conținut în aproape toate membranele plasmatice. Ca urmare a transportului ionilor efectuate de aceste enzime împotriva gradientului concentrațiilor lor pe membrană, se generează o diferență de potențial electric. Întreruperea funcționării transportului ATP-ases (de exemplu, oprirea ATP-ase în condiții de hipoxie în absența ATP) duce la dezvoltarea multor condiții patologice. Cunoscut (de exemplu) pentru reglarea acestor enzime.

Clivajul ATP poate fi însoțit nu numai de transferul unei grupe fosforil într-o moleculă acceptantă, așa cum apare în reacțiile catalizate de kinaze (kinazele) , dar și prin transferul unei grupe pirofosfat (de exemplu, în sinteza purinelor), reziduului de acid adenilic (la activarea aminoacizilor în timpul sintezei proteice) sau adenozină (S-adenosilmetionină).

ATP este format din acid adenosin difosforic () ca urmare a fosforilării oxidative în timpul transferului de electroni în lanțul de transfer de electroni mitocondrial (vezi respirația țesuturilor , Metabolism și energie) sau ca urmare a fosforilării la nivelul substratului (vezi Glicoliza) . Conținutul de ATP din celulă este direct legat de conținutul altor acizi fosforici de adenozină - ADP și acidul adenilic (), care formează un sistem de nucleotide adenilice în celulă. Nucleotidele totale de adenil din celulă sunt de 2-15 mm, care reprezintă aproximativ 87% din totalul nucleotidelor libere. Un rol esențial în menținerea echilibrului dintre acizii fosforici ai adenozinei este jucat de un echilibru reversibil și aproape echilibrat, catalizat de enzima adenilat kinază (adenilatul kinazei țesutului muscular se numește miocinază): ATP + AMP \u003d 2 ADP.

Un compus important cu energie mare implicat în resinteza ATP în țesutul muscular este fosfatul de creatină, un derivat fosforilat al creatinei sau acidul β-metilguanidinoacetic, conținut în mușchii scheletici ai tuturor vertebratelor (vezi Creatinina) . Interacția enzimatică reversibilă a creatinei cu ATP: + ATP \u003d + ADP, catalizată de creatina kinază (creatina fosfocinaza), joacă un rol esențial în acumularea de energie necesară contracției musculare.

Alături de ATP, alte nucleoside trifosfat (GTP), (), () și timidină trifosfat (TTP), care joacă rolul furnizorilor de energie în diferite procese biosintetice și interconversii de carbohidrați, lipide, precum și nucleozidul difosforic acizilor, sunt, de asemenea, compuși de mare energie: guanozina trifosfat (GTP), GTP acid polifosforic (vezi Fosfor) , acizi fosfenolpiruvici și 1,3-difosfoglicerici, acetil și succinil coenzima A, derivați de aminoacil ai acizilor adenilici și ribonucleici etc.

Bibliografie: Broda E. Procese bioenergetice,. din engleză, M., 1978: Pevzner L. Fundamentals of Bioenergy, trans. din engleză, M., 1977; Racker E. Mecanisme bioenergetice, trans. din engleză, M., 1979; Skulachev V.P. energie în biomembrane, M., 1972.

II Compuși macroergici (acțiune Macro + + greacă, acțiune; compuși cu energie mare)

compuși organici, care sunt însoțiți de eliberarea unei cantități mari de energie liberă; în M. s. energia este acumulată, consumată de organism în timpul vieții sale.

1. Enciclopedia medicală mică. - M .: Enciclopedie medicală. 1991-1996 2. Primul ajutor. - M .: Marea Enciclopedie rusă. 1994 3. Dicționar enciclopedic de termeni medicali. - M .: enciclopedia sovietică. - 1982-1984.

Vedeți ce sunt "compuși macroergici" în alte dicționare:

Compuși cu energie mare, compuși naturali care conțin conexiuni bogate în energie sau cu energie mare; sunt prezente în toate celulele vii, participă la acumularea și conversia energiei. Spre M. s. include Ch. arr. ATP și substanțe capabile să ... ... Dicționar enciclopedic biologic

Compuși cu energie ridicată - Compuși care conțin legături bogate în energie (cu energie mare). Acestea includ ATP și substanțe capabile să formeze ATP în reacții enzimatice de transfer al grupurilor predominant fosfat. Domnișoară. ocupa ... ... Dicționar de microbiologie

- (din macro ... și activitatea greacă ergon este de lucru), compuși organici ai celulelor vii care conțin conexiuni bogate în energie sau macroergice. Formată ca urmare a fotosintezei, chimiosintezei și oxidării biologice. Pentru macroergici ... ... Mare dicționar enciclopedic - (de la Macro ... și greacă érgon, activitate, muncă) compuși cu energie mare, cu energie mare, compuși naturali care conțin conexiuni bogate în energie sau cu energie mare; sunt prezente în toate celulele vii, participând la procesele ... ... Marea enciclopedie sovietică

- (din activitatea macro ... și greacă ergon, muncă), organic. compuși de celule vii care conțin conexiuni bogate în energie sau cu energie mare. Formată ca urmare a fotosintezei, chimiosintezei și biolului. oxidare. Spre M. s. raporta… … Științele naturii. Dicționar enciclopedic

- (macro + greacă ergă de lucru, acțiune; sin. compuși de mare energie) compuși organici, a căror divizare este însoțită de eliberarea unei cantități mari de energie liberă; în M. s. energia este acumulată, consumată de organism în ... Big Medical Dictionary

- (din activitatea greacă macro + ergon, muncă) pentru toate tipurile de metabolism energetic, energia este stocată într-o celulă vie sub formă de compuși macroergici, compuși care conțin legături chimice bogate în energie. Pentru compuși cu energie mare ... ... Începuturile științei naturale moderne

COMPOZII MACROERGICI - compuși cu energie mare, compuși organici, în timpul hidrolizei din care este eliberată o cantitate semnificativă de energie, care este utilizat pentru implementarea diferitelor funcții ale organismului. Poziția de frunte printre M. s. sunt ocupate de adenozina trifosfat și ... ... Dicționar enciclopedic veterinar