Аденозинтрифосфат

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Аденозинтрифосфат
Adenosintriphosphat protoniert.svgAdenosineTriphosphate.qutemol.gifATP-xtal-3D-balls.png
Имена
По IUPAC [(2R,3S,4R,5R)
-5-(6-аминопурин-9-ил)-3,4-
дихидроксиоксолан-2-ил]метил
(хидроксифосфонооксифосфорил)
хидроген фосфат
Други аденозин 5'-(тетрахидроген трифосфат)
Идентификатори
Номер на CAS 56-65-5
PubChem 5957
ChemSpider 5742
DrugBank DB00171
KEGG C00002
ChEBI 15422
SMILES O=P(O)(O)OP(=O)(O)OP(=O)(O)OC
[C@H]3O[C@@H](n2cnc1c(ncnc12)N)
[C@H](O)[C@@H]3O
InChI 1S/C10H16N5O13P3/c11-8-5-9
(13-2-12-8)15(3-14-5)10-7(17)6
(16)4(26-10)1-25-30(21,22)28-31
(23,24)27-29(18,19)20/h2-4,6-7,10,
16-17H,1H2,(H,21,22)(H,23,24)
(H2,11,12,13)(H2,18,19,20)
/t4-,6-,7-,10-/m1/s1
Качества
Формула C10H16N5O13P3
Моларна маса 507.18 g/mol
Плътност 1.04 g/cm3
Точка на топене 187 °C
pKa 6.5
Данните са при стандартно състояние
на материалите (25°C, 100 kPa)
,
освен където е указано другояче.

Аденозинтрифосфорната киселина (аденозинтрифосфат или АТФ) представлява химично макроергично съединение, което съдържа богати на енергия връзки. Изграден е от 3 основни съставки: азотна база аденин, рибоза и 3 остатъка от фосфорна киселина.

АТФ съдържа в молекулата си 2 макроергични връзки, които при разкъсването си освобождават енергия за нуждите на организма.

Получаване[редактиране | edit source]

АТФ може да се получи при разграждането на мазнини, белтъци (по-малко) и въглехидрати в основния метаболизъм на клетката. Основното количество АТФ се получава при окислителното фосфорилиране в митохондриите.

Синтезиране[редактиране | edit source]

АТФ си синтезира в клетката при различни метаболитни пътища като гликолиза, цикъл на Кребс, дихателна верига и други. За едно денонощие в човешкия организъм (с тегло приблизително 75 кг) се получават около 70 кг АТФ.

Още за АТФ 1. Окислително фосфорилиране в живите клетки.

2. Методика за регистрация на АТФ – хидролазната активност.

3. Резултати.

1. Окислително фосфорилиране.

Всички биохимични реакции в организма се извършват с участие на ензим или ензимни комплекси и енергия, която се предоставя от макроергичните връзки на АТФ. АТФ е универсалният енергиен акумулатор в живите клетки. Част от ензимните реакции, свързани с използването на енергията на макроергичните връзки на АТФ, водят до хидролиза на фосфоанхидритната връзка, поради която ензимите, катализиращи реакцията, притежават АТФ хидролазна активност. Такива са например Na+, K+ - АТФаза, Ca++ - АТФаза на саркоплазматичния ретикулум, АТФазата на молекулата на миозина и др. АТФазна активност проявяват АТФсинтетазните комплекси на енергопреработващите биологични мембрани, АТФсинтетазния комплекс на плазматичната мембрана на някои прокариоти. В този случай хидролизата на АТФ от АТФсинтетазните комплекси, изолирани фактори F1 се разглежда като пълно или частично обръщане на реакцията на фосфорилиране на АДФ. В мускулната клетка биохимията на процеса съкращение се осъществява най-общо по следната схема:

- АТФ + М → М – АДФ.Ф - М – АДФ.Ф + А → (А – М – АДФ.Ф) → А – М + АДФ + Ф

При наличие на АТФ: - АТФ + М – А → А + М — АТФ


Друг процес, в който се синтезира АТФ от АДФ и Ф, е гликолизата. Самият процес протича с участие на ензими – кинази (фосфофруктокиназа). АТФазна активност имат и ензими, които участват в процесите на окислително фосфорилиране в дихателните — електронпренасящи вериги при хлоропласти и митохондрии. Процесът може да се изрази по следния начин: - фосфорилиране на АДФ + Ф до АТФ в светлинната фаза на фотосинтезата при пренасянето на електрон от пластхинони на цитохроми. Отделената енергия се акумулира в АТФ; - фосфорилиране на АДФ + Ф до АТФ в гликолитичния път на две места; 1,3 фосфоглицерат - → 3 фосфоглицерат. В този процес участва ензима глицератфософкиназа и при превръщането на фосфоенолпирувата в пируват участва ензима пируваткинеза.

С подобни фосфокинази се синтезира АТФ и при други процеси в живите организми като отделни фермантации. Емблематичен процес в биохимизма на живите аеробни еукариоти е окислителното фосфорилиране в митохондриите или по – точно върху вътрешната мембрана. Субстрати на биохимичната реакция са: НАД.Н, ФАД.Н – крайни продукти от цикъла на Кребс, О2 и с участието на сложна верига от ензими.

Нагледно самият процес на окислителното фосфорилиране може да се изрази със следната обща схема:


От казаното до момента, хидролизата на АТФ се описва от уравнението: ензим АТФ + Н2О → АДФ + Ф + Н+

В зависимост от възможностите и конкретната поставена задача АТФазната активност може да бъде регистрирана чрз определяне на концентрацията на един от продуктите – АДФ, неорганичен фосфат или Н+. Методически най-лесно и може би по този начин най-често, АТФазната активност се регистрира чрез определяна нарастването на концентрацията на неорганичния фосфат в хода на реакцията.


2. Методика за регистрация на АТФ – хидролазната активност.

Независимо от конкретния случай, регистрацията на АТФазната реакция се свежда до определянето на концентрацията на неорганичния фосфат в определен обем разтвор. Известни са различни методи за определяне регистрацията на неорганичен фосфат, но във всички случаи се използва реакция, водеща до образуване на оцветен продукт, концентрацията на който се определя чрез измерване на екстенцията. По-доеу е описан частично модифициран метод за определяне на концентрацията на неорганичен фосфат по Фиске и Субороу.

- Необходими реактиви и разтвори:

Разтвор А 1,65 г. амониев хептамолибдат 25мл 3,75 М 60 мл

Разтвор А може да се подготви предварително и може да се съхранява продължително време.


Разтвор В 1,5 г. .12 0,3 мл 3,75 М 25 мл

Разтвор В се приготвя непосредствено преди определянето в необходимото количество и не може да се съхранява продължително време.

Стандартен разтвор 1 М разтвор на

- Ход на определянето Пробата за определяне концентрацията на неорганичен фосфат съдържа:

Проба 0,4 мл разтвор А 0,2 мл разтвор В 0,5 мл от изследвания разтвор. За определяне на концентрацията се приготвя стандартна проба, съдържаща определен обем (1 М) на неорганичен фосфат

Стандарт 0,4 мл разтвор А 0,2 мл разтвор В 0,5 мл 0,1 мл 1М разтвор на За измерване на екстинцията се приготвя контролна проба, несъдържаща неорганичен фосфат:

Контрола: 0,4 мл разтвор А 0,2 мл разтвoр В 0,5 мл

Пробите се подготвят, като разтворите се добавят в указания ред. След внасяне на изследвания разтвор, съдържащ Ф, прообите се инкубират в продължение на 30 мин при стайна температура, слад което се измерва екстинцията при дължина на вълната 750 нм. Концентрацията на неорганичен фосфат се определя по екситнцията на стандартната проба, или по-добре, по предварително построена стандартна крива. Стандартната крива се построява като в пробите се внася от 0,01 до 0,1 М разтвор на (от 0,01 до 0,1 М фосфат в проба).

- Регистрация на АТФазната активност на изолирани митохондрии или субмитохондриални частици АТФсинтетазният комплекс на митохондриите, след разпрягане на окислителното фосфорилиране (в присъствие на динитрофенол, след разрушаване на митохондриите, изолиране на субмитохондриални частици), катализира хидролизата на АТФ. Тази активност може да бъде регистрирана в среда, съдържаща 0,2 М захароза, 10 М KCI; 1 М АТФ, 1 М MgCI , 50 M трис-HCI (pH 7,5). Ако обемът на добавките в реакционната среда е голяма и надвишава 1-2 %, реакционната среда се приготвя по-концентрирана, така че след внасяне на добавките с известно количество вода крайната концентрация на разтвора да съответства на изчисленията.

- Ход на работата. Към 4,9 мл реакционна среда при непрекъснато разбъркване с магнитна бъркалка се прибавя 0,1 мл ензим. Едновременно с добавянето се отчита началото на реакцията със секундомер. След определен интервал от време (15 сек, 30 сек, 1 мин, 2 мин, 3 мин) от реакционната среда с помощта на автоматична пипета (тип Епендорф) се взима 0,75 мл разтвор, който се пренася в предварително приготвени пластмасови епруветки, поставени в лед, всяка от които съдържа 0,15 мл 3 М HCIO


Външни препратки[редактиране | edit source]