АДЕНОЗИНТРИФОСФОРНАЯ КИСЛОТА

АТФ – стандартная единица, в виде которой запасается высвобождающаяся при дыхании энергия. Молекула АТФ состоит из аденина, рибозы и трех фосфатных групп. При гидролитическом отщеплении двух ее концевых фосфатных групп выход свободной энергии на каждую из них составляет 30,6 кДж, тогда как отщепление третьей фосфатной группы дает только 13,8 кДж. Именно по этой причине принято говорить, что АТФ и АДФ содержат богатые энергией связи (которые обозначают знаком ~ ). Для синтеза АТФ из АДФ и фосфата требуется 30,6 кДж/моль. Поэтому АТФ может образоваться лишь в таких реакциях, при которых выход энергии составляет более 30,6 кДж/моль, а вся энергия от реакций, дающих менее этой величины, не может быть запасена в АТФ и рассеивается в виде тепла.

Поскольку вся химическая энергия представлена в одной форме, процессы, идущие с потреблением энергии, нуждаются только в одной системе, способной принимать химическую энергию от АТФ. Этим достигается большая экономия в отношении действующих в клетке механизмов. АТФ – постоянный источник энергии для клетки. Он мобилен и может доставлять химическую энергию в любую часть клетки. Когда клетка нуждается в энергии, единственное, что требуется для ее получения – это гидролиз АТФ. Поскольку АТФ содержится во всех клетках, она считается универсальным источником энергии.

(АТФ) Аденозин – Ф ~ Ф ~ Ф

“Высокоэнергетическая” связь

+Н₂О Гидролиз

(АДФ) Аденозин – Ф ~ Ф + Ф + 30,6 кДж/моль Работа

АДФ может быть рефосфорилирована в АТФ в результате дыхательной активности или за счет другого высокоэнергетического соединения, например, креатинфосфата, присутствующего в мышечной клетке. Если весь АДФ мышечной клетки превращается в АТФ, то фосфат от АТФ переносится на креатин с образованием креатинфосфата. При этом вновь появляется некоторое количество АДФ, которая присоединив фосфат, превращается в АТФ. При понижении уровня АТФ происходит обратный процесс: фосфат переносится от креатинфосфата на АДФ и содержание АТФ таким образом восстанавливается. Третий путь образования АТФ – фосфорилирование, происходящее в зеленых растениях.

БРОЖЕНИЕ И ДЫХАНИЕ

Все гетеротрофные организмы получают энергию в результате окислительно-восстановительных реакций - таких реакций, в которых электроны переносятся от доноров электронов (восстановителей) к акцепторам электронов (окислителям). При брожении роль конечного окислителя играет обычно какая-то органическая молекула, которая образуется в ходе самого брожения. Брожение - это внутренний окислительно-восстановительный процесс, суммарная степень окисления продуктов брожения не отличается от степени окисления сбраживаемых веществ. Главным клеточным топливом при анаэробном получении энергии служат шестиуглеродные сахара, в основном, глюкоза. Среди многих способов сбраживания глюкозы наиболее важную роль играют два тесно связанных между собой способа.

При гомоферментативном молочнокислом брожении шестиуглеродная молекула глюкозы расщепляется на 2 трехуглеродные молекулы молочной кислоты (лактата), которая представляет собой единственный конечный продукт этого процесса. Такой тип расщепления глюкозы свойствен многим микроорганизмам и клеткам высших животных. Его называют гликолизом (от греч. “гликис” сладкий, “лизис” распад, разложение).