ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Нуклеотиды и нуклеозиды из "Химия жизни" Среди того набора биологически важных вешеств, о котором мы говорили, пока еще не было особенно сложных частиц наиболее внушительные молекулы — это молекулы белков, но они представляют собой сочетание фрагментов близких по типу соединений (а-аминокислот). [c.73] Молекулы, являющиеся продуктом соединения частиц разной природы, выполняют биологические функции в самых ответственных узлах и линиях передачи электронов. Сложных частиц не так уж много, но конструкция их своеобразна. Особенно часто встречается сочетание органического основания (например, аденина), углевода из группы пентоз (например, рибозы) и остатка фосфорной кислоты. Основание соединяется с одним концом молекулы углевода, а фосфорная кислота — с другим схематически сложная частица может быть представлена так основание — углевод — фосфорная кислота. Такое соединение относится к классу нуклеотидов соединение основания с углеводом называют нуклеозидом. Замечательно, что это сочетание встречается в различных веществах, выполняющих, казалось бы, совсем несходные функции. Мы обнаружим эту комбинацию и в составе молекул — аккумуляторов, и в тех частицах, которые образуют матрицы для синтеза белков и молекул некоторых ферментов. Природа снова демонстрирует нам принцип экономии в выборе исходных веществ. Вещества подобраны так, что каждое из них выполняет несколько обязанностей, и, чем больше, тем лучше. Конечно, было бы интересно выяснить, почему же именно сочетание основание—углевод—фосфат оказалось удобным с этой точки зрения. Кое-что прояснилось, когда загадочные сочетания были изучены методами квантовой механики. Пока, однако, мы ограничимся химической стороной вопроса и посмотрим, какие же конкретно основания и углеводы входят в состав нуклеозидов и нуклеотидов и что способны делать эти частицы. [c.73] Эти соединения сравнительно легко превращаются друг в друга. Так, гидролиз трифосфата дает дифосфат и фосфорную кислоту (фосфат в общем случае) соединение фосфата и дифосфата, протекающее совместно с процессами окисления пищевых веществ (как говорят сопряженное с ними), приводит к синтезу трифосфата монофосфат аналогичным путем может превращаться в дифосфат и т. д. Сокращенные обозначения моно-, ди- и трифосфатов состоят из трех больших букв АМФ, АДФ и АТФ. [c.74] Нуклеотиды действительно можно назвать веществами жизни — так многочисленны и важны функции, выполняемые этими удивительными соединениями. [c.74] Максимальная полезная работа — ЛО°2Э8, которую можно получить, если при постоянных давлении и температуре обратимо провести гидролиз, составляет около 8000 кал. При образовании АТФ из АДФ и Ф эта же энергия поглощается АТФ запасает ее и в этом смысле является аккумулятором энергии. [c.75] Когда АТФ реагирует с какой-либо другой молекулой, то под влиянием специфичного ферментного белка АТФ может перенести фосфатную группу вместе с энергией макроэргической связи на эту молекулу (сама АТФ при этом переходит в АДФ или АМФ). Тогда молекула, получив макроэргическую связь, в свою очередь заряжается энергией. [c.75] Разумеется, вполне может случиться, что ири реакции между АТФ и какой-то молекулой значительная доля энергии будет просто рассеяна и тогда получившаяся молекула хотя и будет содержать фосфатную группу, но никакого избытка энергии мы уже не найдем в ней. Такова, например, реакция между глюкозой и АТФ. [c.75] Реакция между глюкозой и фосфатом, т. е. процесс образования глюкозофосфата, сама по себе не идет, так как для ее протекания слева направо требуется приток энергии ( + 3 ккал моль), т. е. изменение изобарного потенциала положительно при стандартных условиях. Однако если в реакции принимает участие АТФ, то картина меняется. Гидролиз АТФ АТФ + Н20 = = АДФ- -Ф — доставляет энергию (около 8 ккал моль). [c.75] Вся суть биохимического механизма действия АТФ в том, что обе эти реакции сопряжены и из 8 ккал, отвечающих полной работе, которую может дать гидролиз АТФ, 3 ккал расходуются на то, чтобы обеспечить энергией реакцию фосфилирования глюкозы. Энергетический баланс в целом получается такой, что обе эти реакции (в сопряжении) могут одновременно протекать слева направо. [c.75] Удивительной чертой биоэнергетики является необыкновенно широкое использование АТФ для покрытия расходов энергии, производимых организмов. АТФ обеспечивает энергией мышечную ткань. Когда спортсмен начинает бег, в его мышечной системе прежде всего расходуется АТФ. АТФ питает энергией механизмы синтеза белка (для соединения аминокислот в полипеп-тидную цепочку необходимы затраты энергии) АТФ отдает энергию даже для движений протоплазмы — недавно доказана ее роль в слабых, но закономерных потоках протоплазмы в клетке. [c.76] Вопрос о конкретных механизмах сопряженного фосфорилирования, о том, каким путем химическая энергия может превращаться в другие формы, в частности в энергию движения при работе мышц мы получим, рассмотрев структурную организацию клетки. [c.77] Вернуться к основной статье