Энергетическое сопряжений биохимических реакций

Химические реакции, протекающие в клетках, могут иметь различные значения DGo: положительные или отрицательные. Большинство катаболических реакций имеет отрицательные значения DGо, т.е. являются экзэргоническими и могут идти самопроизвольно. В то же время реакции клеточного анаболизма часто являются эндэргоническими и самопроизвольно идти не могут для их осуществления необходима энергия, поступающая извне. Откуда же клетке взять эту энергию? Ответ очевиден нужно использовать свободную энергию, выделяющуюся в экзэргонических реакциях катаболизма. Это использование свободной энергии экзэргонических реакция для осуществления эндэргонических реакций есть энергетическое сопряжение реакций.

а).

б).

Единственным условием эффективности энергетического сопряжения является: ( DGа ) + ( + DGб ) < 0 , т.е. суммарное изменение DG в двух сопряженных реакциях должно быть отрицательным.

1.3. Механизм энергетического сопряжения

Сразу же возникает вопрос а каков же механизм энергетического сопряжения. Известно, что клетка не способна использовать теплоту для обеспечения своих эндэргонических процессов. Это обусловлено тем, что в клетках нет градиента температуры. В то же время живые объекты эффективно используют энергию, заключенную в химических связях тех или иных соединений. Именно в виде химической энергии и передается энергия в системе сопряженных химических реакций.

Соединения, выступающие в качестве переносчиков энергии в сопряженных реакциях, содержат в одной из своих связей большой запас химической энергии, которая высвобождается при их разрыве. Эти соединения обычно называют «макроэргическими соединениями» или просто «макроэргами», а химические связи, при разрыве которых выделяется большое количество свободной энергии, получили название «макроэргических связей»; они обычно обозначаются знаком «~» Химическая связь в том или ином соединении считается макроэргической, если при её разрыве выделяется не менее 5 ккал ( 20 кДж ) в расчете на 1 моль связи. Естественно, что для образования такой связи требуется эквивалентное количество свободной энергии.

Тогда механизм энергетического сопряжения реакций, протекающих в клетках может быть изображен в виде следующей принципиальной схемы:

Из приведенной схемы следует, что свободная энергия, выделяющаяся в ходе катаболической экзэргонической реакции первоначально накапливается ( аккумулируется ) в виде энергии макроэргической связи соединения переносчика энергии, а затем эта аккумулированная энергия высвобождается при разрыве макроэргической связи и используется в ходе анаболической эндэргонической реакции.

Дата добавления: 2014-07-14; просмотров: 401; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!