Макроэргические соединения

К клеточным макроэргическим соединениям относят фосфоенолпируват, 1,3-дифосфоглицерат, которые образуются в гликолизе (в процессе распада глюкозы до пирувата). К ним относят также сукцинил-КоА (образуется в цикле трикарбоновых кислот, переносит фосфатную группу на ГДФ), карбамоилфосфат (образуется в первой реакции цикла мочевины) и креатинфосфат. Эти молекулы обладают большим потенциалом переноса фосфатной группы на АДФ с образованием АТФ, потому что энергия, выделяемая при распаде этих макроэргических молекул более высокая, чем требуется для синтеза АТФ из АДФ. По отношению к АДФ, перечисленные макроэргические молекулы доноры энергии. В свою очередь АТФ - источник энергии для важных метаболических путей, в которые входят глюкоза, фруктоза и многие другие молекулы. Получая фосфатную группу от АТФ, эти молекулы увеличивают уровень своей свободной энергии (∆G), что обеспечивает течение ряда ферментативных реакций и клеточных процессов.

NH₂

γ β α

О O O N N

║ ║ ║

НО─Р~О─Р~О─Р─О─СН₂ N

| | | О N

ОН OH OH

OH OH

Рис. 11 В молекуле аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) две высокоэнергетические (макроэргические связи) β и γ.

Таким образом, АТФ среди клеточных фосфорилированных соединений (по уровню свободной энергии) занимает некоторое промежуточное положение. Это определяет биологическое значение АТФ как универсального донора энергии в огромном числе реакций. Вместе с тем, АДФ универсальный акцептор энергии (и фосфатной группы) от клеточных макроэргов, которые обладают более высоким уровнем свободной энергии. Цикл АТФ-АДФ основной механизм обмена энергии в клетке. Расчеты показывают, что в организме в сутки образуется 40-45 кг АТФ.

Некоторые анаболические реакции осуществляются с участием других нуклеозидтрифосфатов. К ним относятся гуанозинтрифосфат (ГТФ) – участвует в рибосомальном синтезе белка, уридинтрифосфат (УТФ) – участвует в синтезе гликогена, цитидинтрифосфат (ЦТФ) – участвует в синтезе мембранных липидов.