химический каталог




АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ (адениновые рибонуклеотиды), производные аденозина, содержащие остатки ортофосфорной или полифосфорных кислот в различные положениях рибозного кольца. Большинство АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫк. имеют важное биологическое значение; особое место занимают аденозин-5»-фосфорные кислоты (см. формулу)-моно-, ди- и трифосфорные (n-соответственно 1, 2, 3), обозначаемые АМФ, АДФ, АТФ (см. табл.). К аденозин-5»-фосфорным относятся также менее изученные кислоты с n = 4 и 5. Среди продуктов метаболизма некоторых коферментов обнаружены аденозин-2»,5»- и аденозин-3»,5»-дифосфорные кислоты. К АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫк. относятся также аденозинмонофосфат циклический и диаденозинтетрафосфорная кислота, играющие регуляторную роль в обмене веществ. При щелочном гидролизе РНК образуется смесь аденозин-2»-и аденозин-З»-монофосфор-ных кислот. Аденозин-5»-фосфорные кислоты имеют характерный оптический спектр с максимумом в области 260 нм и минимумом при 230 нм. Это кислоты средней силы (рК»а ~ 1).


ХАРАКТЕРИСТИКИ АДЕНОЗИН-5-ФОСФОРНЫХ КИСЛОТ
Показатель
АМФ
АДФ
АТФ
Молекулярная масса
347,23
427,22
507,21
Температура плавления, °С
196-200
215*
143-145 (с различные)**
-41,78 (50 °С)
-25,7° (25 °С)
-26,7° (22 °С)
*10-3 при рН 2 .
15.1
15.0
14,7
рКa (аденин)
3,7
3,9
4,0
рК"а (кислота)
6,05
6,27
6,48

* Для моноакридиновой соли. ** Для мононатрисвой соли.

Они хорошо растворим в воде, плохо-в спирте, не растворим в большинстве органическое растворителей. Соли щелочных металлов также растворим в воде (в отличие от солей тяжелых металлов). У АТФ средняя бариевая соль (Ва2АТФ) не раств. в воде, но раств. кислая.

В водных растворах АДФ п АТФ неустойчивы. При 0°С АТФ стабильна в воде всего несколько часов. При кипячении в течение 10 мин в кислом растворе АДФ и АТФ полностью расщепляются до АМФ и Н3РО4. Эта реакция иногда используется для определения "лабильного фосфата". В разбавленый растворе щелочи АТФ гидролизуется до АМФ и пирофосфорной кислоты Н4Р2О7. При длит, кипячении АМФ в щелочной или кислой среде образуются рибоза, аденин и фосфорная кислота.

Свободная энергия (G°) гидролиза АТФ, идущего с отщеплением концевого (терминального) остатка Н3РО4, в стандартных условиях равна — 30,5 кДж/моль при рН 7,0. Близкая величина найдена для гидролиза АТФ с отщеплением Н4Р2О7. Абс. величинаG° гидролиза АМФ значительно ниже ( — 12,6 кДж/моль).

Химическая свойства аденозин-5»-фосфорных кислот определяются также функциональных группами остатка аденозина. Так, для АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ к. характерно дезаминирование под действием HNO2, приводящее к инозиновым производным. АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ к. ацилируются по NH2-и ОН-группам. При галогенировании (обычно бромировании) замещается атом Н в положении 8. Окисление АТФ и АДФ периодатом превращает их в диальдегид, образующийся в результате окислит. расщепления связи между атомами С в положениях 2» и 3». Алкилируются АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫк. обычно в положение 1 и по аминогруппе. Так, при действии 3-меркаптопропионовой кислоты и формальдегида атом Н в группе NH2 замещается на группировку CH2SCH2CH2COOH. N6-Карбоксиметильное производное АТФ получают перегруппировкой N1-карбоксиметил-АТФ, образующейся при реакции АТФ с иодуксусной кислотой. С помощью этиленоксида получают N1-гидроксиэтильные производные А. к. При взаимодействие АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ к. с хлоруксусным альдегидом по атому N в положении 1 алкилирование сопровождается циклизацией по аминогруппе с образованием трициклический соединение-производного этеноаденозина; эти вещества используют в качестве флуоресцентных меток при структурно-функциональном исследовании белков и нуклеиновых кислот.

Химическая модификация природные АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫк. используется для изучения механизма ферментативных реакций. Модификация позволяет применять эти соединение в качестве ингибиторов, для образования ковалентных связей при изучении молекулярного окружения в точках связывания АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ к. (так, 2»,3»-диальдегидные производные образуют в активном центре ферментов альдиминные связи), для регистрации конформационные переходов в ферментах в ходе реакции, например с помощью флуоресцентных или спиновых меток. Производные АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫк. используют также для синтеза биоспецифический адсорбентов, применяемых при выделении индивидуальных ферментов с помощью аффинной хроматографии, что имеет большое практическое значение в биотехнологии.

АТФ впервые была выделена из мышц в 1929 К. Ломаном; химический синтез осуществлен А. Тоддом (1948) путем фосфорилирования АМФ и АДФ с помощью дибензил-хлорфосфата. Выделяют АТФ из скелетных мышц или дрожжей. АМФ и АДФ получают гидролизом АТФ, а АМФ также ферментативным фосфорилированием аденозина.

Для количественное определения АМФ, АДФ и АТФ в живых организмах используют различные виды хроматографии, ЯМР-спектроскопию и ферментативные реакции. наиболее чувствительный метод-люминесцентный люциферин-люциферазный, в котором используется выделяемая из светляков люцифераза, катализирующая в присутствии АТФ образование из люциферина люминесцирующего соединения. Метод позволяет определять АТФ в концентрации до 10 -13 М.

В живых организмах АТФ, АДФ и АМФ присутствуют в связанном с белками состоянии и в виде комплексов с ионами Mg2+ и Са2+. Скелетные мышцы млекопитающих содержат АТФ до 4 г/кг. У человека скорость обмена АТФ составляет ок. 50 кг в сут. Такая интенсивность обмена объясняется тем, что этот нуклеотид занимает центральное место в энергетике живых организмов. Сокращение мышц, биосинтез белков и нуклеиновых кислот, многие др. процессы, идущие с увеличением свободный энергии, сопряжены с гидролизом АТФ. Часть из них проходит с отщеплением от АТФ Н3РО4, другая-Н4Р2О7. В живой клеткеG гидролиза АТФ составляет - 50 кДж/моль. Сравнительно высокая абс. величинаG° гидролиза двух ангидридных связей в АТФ (макроэргич. связи) обусловливает уникальное положение АТФ в метаболизме.

Исходный субстрат в биосинтезе АМФ-инозиновая кислота. АМФ, образующаяся также при пирофосфатном расщеплении АТФ, фосфорилируется в организме до АДФ при участии аденилаткиназы. Фосфорилирование АДФ, приводящее к синтезу АТФ в живых организмах, происходит при сопряжении этой реакции с окислит.-восстановит. реакциями. Различают три типа сопряжения: в гликолизе (локализован в водной фазе клетки, в цитоплазме), при окислит, фосфо-рилировании и фотофосфорилировании в так называемой сопрягающих мембранах субклеточных частиц (митохондрий и хлоропластов) и бактерий.

Для сопряжения биохимический реакций необходимо наличие общего для этих реакций промежуточные соединения (интермедиата). Так, в гликолизе окисление 3-фосфоглицеральдегида до фосфоглицериновой кислоты идет через стадию образования 1,3-дифосфоглицериновой кислоты, являющейся таким "макроэргич. интермедиатом". Ферментативная реакция этого интермедиата с АДФ приводит к синтезу АТФ. Механизм сопряжения между фосфорилированием АДФ и электронным транспортом в сопрягающих мембранах установлен в 1960-х гг. П. Митчеллом. Было показано, что сопряжение осуществляется через посредство электрохимический потенциала ионов Н+. Особенность электрон-транспортных систем сопрягающих мембран-способность переносить Н + через мембрану. В то же время ферментативный комплекс, катализирующий синтез АТФ,-АТФ-синтетаза, может использовать энергию этого потенциала. Молекулярный механизм трансмембранного транспорта Н+ при окислительном фосфорилировании и фотофосфорилировании пока не выяснен. См. также Гликолиз, Окислительное фосфорилирование.

В высших организмах присутствует белковый комплекс, осуществляющий специфический перенос через биологическое мембраны АТФ в обмен на АДФ (транслоказа адениновых нуклеотидов) и являющийся первым хорошо изученным белком-переносчиком. Особая роль аденозин-5»-фосфорных кислот в биоэнергетике обусловливает то, что эти соединение являются также аллостерич. регуляторами ряда ключевых ферментов.

АМФ применяется в медицине при мышечной дистрофии, стенокардии и спазмах сосудов (мышечно-адениловый препарат). С той же целью иногда используют АТФ.

Химическая энциклопедия. Том 1 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
подставка под сковородки
привод пожарного клапана лиссант l-blf230-t купить
купить наклейку бмв на ключ
руки вверх ледрвый

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.05.2017)