ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Высокоэнергетические соединения из "Химия биологически активных природных соединений" Соединения, у которых изменение стандартной свободной энергии гидролиза (АС° ) ниже, чем у АТФ (Д0° =—30,5 кДж/моль), часто относят к высокоэнергетическим соединениям. Соединения с более высоким значением АО реакции их гидролиза, чем для АТФ, называют низкоэнер-гетическйми . [c.413] АТФ в термодинамической шкале изменений стандартной свободной энергии (АО ) гидролиза фосфатов [3] занимает промежуточное положение. Наибольший интерес с энергетической точки зрения представляют высокоэнергетические соединения, выступающие как переносчики энергии в живых системах. [c.413] Класс богатых энергией соединений весьма обширен в него входят фосфаты, тиоэфиры, ониевые соединения, имидазолы, основные представители которых приведены в табл. 21 [1, 7, 15—17]. [c.413] Центральное место среди богатых энергией соединений занимают фосфаты нуклеозидполифосфаты (пирофосфаты), амидинфосфаты, ацилфосфаты и енолфосфаты. [c.413] Наиболее важной среди них выступает система АТФ—АДФ. В ходе катаболитических реакций, сопровождающихся выделением энергии, АДФ может присоединять фосфатную группу и образовывать АТФ, а в ходе сопряженных реакций, протекающих с потреблением энергии, АТФ отщепляет фосфатную группу и дает АДФ, т. е. система АТФ—АДФ действует как переносчик химической энергии в клетке. Очень небольшие количества АТФ и АДФ присутствуют в клетке в виде свободных анионов, а в основном эти соединения представлены в виде комплексов с магнием, содержащихся в клетке в эквимольных соотношениях [3]. Причиной, определяющей роль АТФ как источника энергии, является наличие пирофосфатной связи, энергия которой благодаря высокой концентрации отрицательных зарядов значительно превышает энергию любой другой химической связи. [c.415] Большая величина свободной энергии гидролиза АТФ до АДФ определяется следующими причинами [4, 7, 18, 19]. [c.415] При дальнейшем гидролитическом расщеплении АМФ до аденозина и неорганического фосфата изменение свободной энергии хотя и имеет отрицательное значение, но величина его не превышает —12,5 кДж/моль, что соответствует значению АС большого числа простых органических фосфорных эфиров. [c.415] Следовательно, перенос химической энергии от высокоэнергетических фосфатов к низкоэнергетическим осуществляется путем переноса фосфатных групп при участии посредника АТФ—АДФ-системы. В клетке не происходит прямого переноса фосфатных групп, неизвестны ферменты, которые бы могли катализировать эти реакции. Практически все реакции переноса фосфатных групп в клетке (синтез белков, липидов, полисахаридов, РНК и ДНК) протекают с участием системы АТФ—АДФ [3]. [c.415] Значение этой реакции для энергетических процессов клетки велико. [c.416] У некоторых видов бактерий и грибов роль фосфогена выполняют неорганические полифосфаты [9, 17]. [c.416] Большое отрицательное значение этой величины для ацилфосфата — смешанного ангидрида фосфорной и карбоновой кислот — объясняется сильно выраженным эффектом стабилизации продуктов гидролиза за счет делокализации электронов. [c.417] Ацетилфосфат, будучи активной формой ацетата, используется клеткой и в ряде метаболических процессов как предшественник ацетил-КоА. [c.417] ЧТО способствует смещению общего равновесия реакции гидролиза в сторону завершения. [c.417] Более высокую энергию гидролиза тиоэфиров по сравнению с кислородсодержащими эфирами объясняют также уменьшением взаимодействия между электронами атома серы и карбонильного кислорода в тио-эфирах. [c.417] К классу богатых энергией соединений принадлежат и ониевые соединения (см. табл. 21). К ним относятся сульфониевые, четвертичные аммониевые и гетероциклические ониевые соединения. Из сульфониевых соединений известен, например, S-аденозилметионин (активный метионин), который выполняет роль донора метильной группы в процессах биологического метилирования, протекающих с участием метильной группы метионина. [c.417] Среди алифатических четвертичных аммониевых соединений следует отметить холин — важный компонент фосфолипидов, а также его эфиры, например ацетилхолин, участвующий в процессах нервной деятельности. [c.417] Общим свойством для всех ониевых соединений, дающим основание отнести их к веществам, богатым энергией, является наличие суммарного положительного заряда на обоих концах разрывающейся связи. [c.418] Вернуться к основной статье