Vysokoenergetický fosfát
Vysokoenergetický fosfát (alebo fosforečnan) môže byť jedna z dvoch vecí:
- Fosfát-fosfátová väzba (fosfoanhydridová/makroergická/fosfagenová)[1][2][3] prítomná v mnohých zlúčeninách, ako sú napríklad adenozíndifosfát (ADP) alebo adenozíntrifosfát (ATP)
- Zlúčeniny, ktoré obsahujú tieto väzby, ako napríklad difosfáty či trifosfáty nukleozidov alebo fosfagény (molekuly slúžiace ako zdroj energie v svaloch). Ak sa hovorí o poole vysokoenergetických fosfátov, ide o celkovú koncentráciu zlúčenín s vysokoenergetickými fosfátovými väzbami.
Vysokoenergetické väzby sa často zaznačujú vlnovkou, „~“. Pomocou tejto vlnovky je ATP možné zapísať ako A-P~P~P. Tento zápis navrhol Fritz Albert Lipmann, ktorý ako prvý povedal, že ATP je hlavný spôsob presunu energie v bunke, a to v roku 1941.[4] Tento zápis zdôrazňuje bioenergetický potenciál týchto väzieb vzhľadom na veľké množstvo uvoľnenej energie pri ich hydrolýze.
Pojem „vysokoenergetický“ môže spôsobiť zmätok, pretože záporná voľná energia nepramení priamo z rozkladu týchto väzieb. Rozklad týchto väzieb, tak ako väčšiny väzieb, je v skutočnosti endergonický a energiu spotrebúva. Záporná voľná energia pozostáva z toho, že väzby vznikajúce po hydrolýze (alebo fosforylácii pomocou ATP) majú nižšiu energiu než väzby prítomné pred hydrolýzou. Toto zahŕňa všetky väzby prítomné v reakcii, nielen tieto fosfátové väzby. Uvoľnenie energie je výsledkom mnohých faktorov, ktoré zahŕňajú rezonančnú stabilitu a solvatáciu produktov relatívne voči reaktantom.
Reakcie vysokoenergetických fosfátov[upraviť | upraviť zdroj]
Vysokoenergetické fosfáty majú zvyčajne pyrofosfátové (difosforečnanové) väzby, teda anhydridové väzby vznikajúce dehydratáciou derivátov kyseliny fosforečnej. Hydrolýza tejto väzby je za fyziologických podmienok exergonická, takže sa uvoľňuje energia.
Reakcia | ΔG (kJ/mol)[5] |
---|---|
ATP + H2O → ADP + Pi | -31 |
ADP + H2O → AMP + Pi | -31 |
ATP + H2O → AMP + PPi | -38 |
PPi + H2O → 2 Pi | -24 |
Okrem poslednej uvedenej reakcie, PPi → 2 Pi, tieto reakcie väčšinou neprebiehajú v bunkách samovoľne, ale sú spriahnuté s inými procesmi, ktoré vyžadujú energiu. Reakcie vysokoenergetických fosfátov teda môžu:
- dodať energiu bunkovým procesom, čím umožnia ich priebeh
- spriahnuť procesy s konkrétnym nukleozidom, čím umožnia reguláciu daného procesu
- posunúť rovnováhu reakcie tým, že reakcia prebehne v jednom smere výrazne rýchlejšie, čím sa zabráni ustaveniu rovnováhy
Reakcia ATP + H2O → AMP + PPi je schopná dodať vyššiu energiu než pri štiepení jedného fosfátu. AMP sa potom regeneruje na ATP v dvoch krokoch, najprv pomocou reakcie ATP + AMP ↔ 2 ADP (katalyzovaná adenylátkinázou) a potom bežnými spôsobmi regenerácie ATP, teda napríklad oxidatívnou fosforyláciou alebo dráhami ako je glykolýza.
Referencie[upraviť | upraviť zdroj]
- ↑ ATP | Learn Science at Scitable [online]. . Dostupné online.
- ↑ ATP/ADP [online]. 2013-10-02. Dostupné online. (po anglicky)
- ↑ Important High Energy Molecules in Metabolism [online]. 2013-10-02. Dostupné online. (po anglicky)
- ↑ Lipmann F. Metabolic generation and utilization of phosphate bond energy. Adv. Enzymol., 1941, s. 99–162. ISSN 0196-7398.
- ↑ In Atp High Energy Bond Is Present [online]. [Cit. 2021-12-01]. Dostupné online. Archivované 2021-12-01 z originálu.
Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]
Zdroj[upraviť | upraviť zdroj]
Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku High-energy phosphate na anglickej Wikipédii.