Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ

АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ (адениновые рибонуклеотиды), производные аденозина, содержащие остатки ортофосфорной или полифосфорных к-т в разл. положениях рибозного кольца. Большинство аденозинфосфорных кислот имеют важное биол. значение; особое место занимают аденозин-5'-фосфорные к-ты (см. ф-лу)-моно-, ди- и трифосфорные (n-соотв. 1, 2, 3), обозначаемые АМФ, АДФ, АТФ (см. табл.). К аденозин-5'-фосфорным относятся также менее изученные к-ты с n = 4 и 5. Среди продуктов метаболизма нек-рых коферментов обнаружены аденозин-2',5'- и аденозин-3',5'-дифосфорные к-ты. К аденозинфосфорным кислотам относятся также аденозинмонофосфат циклический и диаденозинтетрафосфорная к-та, играющие регуляторную роль в обмене в-в. При щелочном гидролизе РНК образуется смесь аденозин-2'-и аденозин-З'-монофосфор-ных к-т. Аденозин-5'-фосфорные к-ты имеют характерный оптич. спектр с максимумом в области 260 нм и минимумом при 230 нм. Это к-ты средней силы (рК'а ~ 1).
1005-1.jpg

ХАРАКТЕРИСТИКИ АДЕНОЗИН-5-ФОСФОРНЫХ КИСЛОТ

Показатель
Мол. м.
347,23
427,22
507,21
Т. пл., °С
196-200
215*
143-145 (с разл.)**
1005-2.jpg
-41,78 (50 °С)
-25,7° (25 °С)
-26,7° (22 °С)
1005-3.jpg *10-3 при рН 2 .
15.1
15.0
14,7
рКa (аденин)
3,7
3,9
4,0
рК"а (к-та)
6,05
6,27
6,48

* Для моноакридиновой соли. ** Для мононатрисвой соли.

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

В водных р-рах АДФ п АТФ неустойчивы. При 0°С АТФ стабильна в воде всего неск. часов. При кипячении в течение 10 мин в кислом р-ре АДФ и АТФ полностью расщепляются до АМФ и Н3РО4. Эта р-ция иногда используется для определения "лабильного фосфата". В разб. р-ре щелочи АТФ гидролизуется до АМФ и пирофосфорной к-ты Н4Р2О7. При длит, кипячении АМФ в щелочной или кислой среде образуются рибоза, аденин и фосфорная кислота.

Своб. энергия (1005-4.jpgG°) 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. величина1005-5.jpgгидролиза АМФ значительно ниже ( — 12,6 кДж/моль).

Хим. св-ва аденозин-5'-фосфорных к-т определяются также функц. группами остатка аденозина. Так, для аденозинфосфорных кислот характерно дезаминирование под действием HNO2, приводящее к инозиновым производным. Аденозинфосфорные кислоты ацилируются по NH2-и ОН-группам. При галогенировании (обычно бромирова-нии) 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 кислоты обычно в положение 1 и по аминогруппе. Так, при действии 3-меркаптопропионовой к-ты и формальдегида атом Н в группе NH2 замещается на группировку CH2SCH2CH2COOH. N6-Карбоксиметильное производное АТФ получают перегруппировкой N1-карбоксиметил-АТФ, образующейся при р-ции АТФ с иодуксусной к-той. С помощью этиленоксида получают N1-гидроксиэтильные производные аденозинфосфорных кислот. При взаимод. аденозинфосфорных кислот с хлоруксусным альдегидом по атому N в положении 1 алкилирование сопровождается циклизацией по аминогруппе с образованием трициклич. соед.-производного этеноаденозина; эти в-ва используют в кач-ве флуоресцентных меток при структурно-функциональном исследовании белков и нуклеиновых к-т.

Хим. модификация прир. аденозинфосфорных кислот используется для изучения механизма ферментативных р-ций. Модификация позволяет применять эти соед. в кач-ве ингибиторов, для образования ковалентных связей при изучении молекулярного окружения в точках связывания аденозинфосфорных кислот (так, 2',3'-диальдегидные производные образуют в активном центре ферментов альдиминные связи), для регистрации конформац. переходов в ферментах в ходе р-ции, напр. с помощью флуоресцентных или спиновых меток. Производные аденозинфосфорных кислот используют также для синтеза биоспецифич. адсорбентов, применяемых при выделении индивидуальных ферментов с помощью аффинной хроматографии, что имеет большое практич. значение в биотехнологии.

АТФ впервые была выделена из мышц в 1929 К. Ломаном; хим. 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 количеств. определения АМФ, АДФ и АТФ в живых организмах используют разл. виды хроматографии, ЯМР-спектроскопию и ферментативные р-ции. наиб. чувствит. метод-люминесцентный люциферин-люциферазный, в к-ром используется выделяемая из светляков люцифераза, катализирующая в присут. 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 центр. место в энергетике живых организмов. Сокращение мышц, биосинтез белков и нуклеиновых к-т, многие др. процессы, идущие с увеличением своб. энергии, сопряжены с гидролизом АТФ. Часть из них проходит с отщеплением от АТФ Н3РО4, другая-Н4Р2О7. В живой клетке1005-6.jpgG гидролиза АТФ составляет - 50 кДж/моль. Сравнительно высокая абс. величина1005-7.jpgгидролиза двух ангидридных связей в АТФ (макроэргич. связи) обусловливает уникальное положение АТФ в метаболизме.

Исходный субстрат в биосинтезе АМФ-инозиновая к-та. 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 р-ции с окислит.-восстановит. р-циями. Различают три типа сопряжения: в гликолизе (локализован в водной фазе клетки, в цитоплазме), при окислит, фосфо-рилировании и фотофосфорилировании в т. наз. сопрягающих мембранах субклеточных частиц (митохондрий и хло-ропластов) и бактерий.

Для сопряжения биохим. р-ций необходимо наличие общего для этих р-ций промежут. соединения (интермедиата). Так, в гликолизе окисление 3-фосфоглицеральдегида до фосфоглицериновой к-ты идет через стадию образования 1,3-дифосфоглицериновой к-ты, являющейся таким "макроэргич. интермедиатом". Ферментативная р-ция 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 электрохим. 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 специфич. перенос через биол. мембраны АТФ в обмен на АДФ (транслоказа адениновых нуклеоти-дов) и являющийся первым хорошо изученным белком-переносчиком. Особая роль аденозин-5'-фосфорных к-т в биоэнергетике обусловливает то, что эти соед. 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.


===
Исп. литература для статьи «АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ»: Микельсон А. М., Химия нуклеозидов и нуклсотидов, пер. с англ., М., 1966; Мецлср Д. Э., Биохимия, пер. с англ., т. 1, М., 1980. К.Ф. Шолъц.

Страница «АДЕНОЗИНФОСФОРНЫЕ КИСЛОТЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн