أقرأ أيضاً
التاريخ: 4-7-2018
2422
التاريخ: 2024-08-22
477
التاريخ: 2024-05-19
593
التاريخ: 31-3-2021
3222
|
ومن صفات جزيئة ATP التي تجعله من المركبات العالية الطاقة هي:
1- عند الأس الهيدروجيني 7 تكون جزيئة ATP حاملة لأربع شحنات سالبة متقاربة (الشكل 3-11) فتتنافر مع بعضها بقوة. وان المواد الناتجة من 3-ADP و
-2 HPO4 تحمل كذلك شحنات سالبة، ولا يكون لها ميل للوصول الى بعضها البعض بسبب التنافر بين شحناتها، وهكذا فإن ADP والفوسفات لا يرتبطان بسهولة لتكوين ATP.
2- يكون التغيير في قيمة ΔG أكثر سالبية عند تحلل جزيئة ATP الى ADP-3 و HPO4-2 واللذين يكونان بشكل ريزونانس أكثر استقراراً من ATP وان هذه النواتج تنزل الى مستوى اقل للطاقة مقارنة بالطاقة الموجودة في ATP.
3- إستقرارية جزيئة ATP في الوسط المائي اذ تعد خزين جيد للطاقة في جسم الكائن الحي الذي يحتوى على - 70% ماء. ويمكن أن تتحلل ATP الى مكوناتها الأصلية بوساطة أنزيم ATPase. ومن الممكن تحويل أي من الجزيئات الثلاثة الى بعضها البعض بمساعدة الإنزيم أدناليت كاينيز Adenylate kinase استناداً الى المعادلة الآتية:
إن جزيئة ATP تعد وسيطاً لنقل الفوسفات الناتجة عن المركبات العالية الطاقة الواهبة الــــى واطئة الطاقة، وأنها متميزة عن غيرها من المركبات الفوسفاتية العضوية لان لها قيمة وسطية في التدرج الداينميكي الحراري برغم كونها مركباً فوسفاتياً عالي الطاقة(الجدول 1-11).
وهناك دورة تسمى دورة ADP/ATP التي يتم من خلال ADP استقبال طاقة فوسفاتية عاليـة مـــن المركبات الغنية بالطاقة ليكون ATP (الشكل4-11) وهذه المركبات الغنية بالطاقة تحتوي علـى أصــرة فوسفات عالية الطاقة ( p ∼) عند تحللها تعطي طاقة ومن هذه المركبات موضحة في الجدول(1-11).
يجب التمييز هنا بين الآصرة الفوسفاتية العالية الطاقة كما تستخدم في الكيمياء الحياتية ونظيرتها المستخدمة في الكيمياء الفيزياوية. فالآصرة العالية الطاقة في تعريفها الدقيق هي الآصرة التي تحتاج الى كمية كبيرة من الطاقة الداينمكية الحرارية لتحطيمها. فتحطيم الأصرة P-O على سبيل المثال يحتــاج الــــى 80 كيلو سعرة/ مول وهي مستقرة تماماً مقارنة بالآصرة O-O الموجودة في تركيب بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) والتي تحتاج الى 35 كيلو سعرة /مول. وبذلك يتضح أن الأصرة العالية الطاقة هي تلك الأصرة التي تقاوم قابلية تحطمها كلما ازدادت طاقتها. أما في الكيمياء الحياتية فأن المركب العالي الطاقة هـو لـيس ذلك المركب الذي يحتاج الى طاقة عالية لتفكيك أواصره وإنما هو المركب الذي يترافق مع الانخفاض الكبير الطاقة الحرة التي تؤدي الى تفكيك ما يسمى بالآصرة العالية الطاقة أي بعبارة أخرى المركب الذي يحتوي على أصرة عالية الطاقة في حالة كسرها ستتولد طاقة. ولغرض تمييز هذا النوع من الأواصر يستعمل الرمز (-) للدلالة على الآصرة بين P ∼ O التي عند تحللها تعني إطلاق كمية كبيرة من الطاقة التي يحتوي عليها ذلك المركب. لذلك يمكن اعتبار جزيئة ATP تحتوي على أصرتين من أواصر الفوسفاتية العالية الطاقة، وجزيئة ADP أصرة واحدة فقط التي يمكن من خلالها تحرير الطاقة عند تحللها بينما جزيئة AMP ذات نوعية منخفضة بالطاقة.
هناك ثلاثة مصادر رئيسة للآصرة الفوسفاتية العالية الطاقة P- خلال المسارات الأيضية وهي كالأتي:
أ- عملية الفسفرة التأكسدية التي تعد المصدر الرئيس في الكائنات الحية الهوائية.
ب- مسار الكلايكولسيس الذي ينتج أصرتين من أواصر الفوسفاتية عالية الطاقة عند تحول جزيئــة الكلوكوز الى اللاكتيت.
ج- دورة كربس (دورة حامض الستريك) التي تكون خلالها آصرة واحدة من أواصر الفوسفاتية عاليـة الطاقة.
إن الطاقة الناتجة من تحلل هذه الأواصر الفوسفاتية قد تكون عالية أو واطئة اعتمادا على قيمــة ° Δ G للتفاعل الذي يحلل الآصرة. وأن أعلى قيمة لـ° ΔG هي في مركب فوسفوإينول بايروفيــــت (14.8 - كيلوسعرة / مول) (الجدول (1-11) التي تمتلك طاقة عالية ناتجة من تحلل الآصرة عالية الطاقة التي تستخدم في تكوين ATP) الشكل (5-11 ) وإن أقل قيمة لـ ° Δ G يمكن ملاحظتها في مركب كلسيرول 3- فوسفات (2.2 كيلوسعرة / مول) التي تعطي طاقة واطئة نسبياً. وإن لجزيئة ATP موقع وسطى والذي يمكن أن يعمل كناقل للمجاميع الفوسفاتية من المركبات عالية الطاقة الى المركبات الواطئة الطاقة.
تلعب جزيئة ATP والعديد من المركبات ذات الفوسفات العالية الطاقة أدواراً مهمة في جسم الكائن الحي منها:
1- فسفرة المركبات الحياتية وذلك بنقل مجموعة الفوسفات إليها مباشرة على سبيل المثال تحول الكلوكوز الى الكلوكوز -6 فوسفات بوساطة جزيئة ATP كما في المعادلة الآتية:
فإن التفاعل أعلاه يحرر طاقة على شكل حرارة إذا كان خارج جسم الكائن الحي In vitro ولكن إجراءه داخل الكائن الحي In vivo سوف تتولد عنه طاقة تستخدم لبناء جزيئة ATP والتي تستخدم في ما بعد الأغراض مختلفة وهي موضحة كالأتي:
أ- بناء مركبات ذات الجزيئات الكبيرة Macromolecular مثل الكلايكوجين أو البروتين أو الأحماض النووية).
ب- تأدية أعمال وظيفية مختلفة كتقلص العضلات أو نقل المركبات داخل الجسم).
ج- تنظيم درجة حرارة الجسم (إذ عند تحللها تنتج حرارة).
3- جزيئة ATP تعد مركباً وسطياً رئيساً يمكن أن يربط بين عمليات التقويض (الهدم) وعمليات البناء(الشكل 6-11).
|
|
لصحة القلب والأمعاء.. 8 أطعمة لا غنى عنها
|
|
|
|
|
حل سحري لخلايا البيروفسكايت الشمسية.. يرفع كفاءتها إلى 26%
|
|
|
|
|
جامعة الكفيل تحتفي بذكرى ولادة الإمام محمد الجواد (عليه السلام)
|
|
|