جميع الكتب
حول المدرب تسجيل الدخول ابدأ القراءة

الأحياء · المسرد

ما معنى ATP والاقتران؟

يُعرف أيضًا باسم: ATP · رابطة فوسفوأنهيدريدية · عملة الطاقة · اقتران الطاقة

تعريف 8.16 الأحياء الجامعية — السنة الأولى · الفصل 8 — الماء والجزيئات الحيوية الصغيرة

ATP (أدينوزين ثلاثي الفوسفات) نوكليوتيد (الفصل 11) يحمل ثلاث فوسفات متتابعة؛ والرابطتان الخارجيتان فوسفوأنهيدريديتان، وحلمهتهما، ATP+H2O→ADP+Pi\mathrm{ATP} + \mathrm{H_2O} \to \mathrm{ADP} + \mathrm{P_i}، لها ΔG∘′=−30.5 kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = -30.5\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}، وعند تراكيز الخلية ΔG≈−50 kJ/mol\Delta G \approx -50\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}. وATP هو عملة الطاقة في الخلية: فالهدم يصنعه (الفصل 15)، والتركيب الحيوي والنقل والحركة تنفقه. ويُجعل التفاعل الصعودي يجري باقترانه بحلمهة ATP عبر وسيط مشترك، حتى يكون مجموع ΔG\Delta G للتفاعلين سالبًا.

أمثلة

مثال 8.17 (لماذا تحرر حلمهة ATP هذا القدر)

ثلاثة أسباب: الشحنات السالبة الأربع لفوسفات ATP يتنافر بعضها مع بعض ويزول تنافرها بالشطر؛ والناتجان ADP\mathrm{ADP} وPi\mathrm{P_i} أكثر استقرارًا بالرنين وبالإماهة من الأنهيدريد؛ والخلية تبقي ATP فوق توازنه مع ADP والفوسفات بألف مرة. والأخير هو الحد الأكبر: فمع ATP عند 5 mmol/L5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} وADP 1 mmol/L1\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} وPi\mathrm{P_i} 10 mmol/L10\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} يكون ΔG=−30.5+2.58ln⁡10−3×10−25×10−3=−30.5−16=−46.5 kJ/mol\Delta G = -30.5 + 2.58\ln\frac{10^{-3}\times 10^{-2}}{5\times 10^{-3}} = -30.5 - 16 = -46.5\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}.

مثال 8.18 (الاقتران)

تفاعل الغلوكوز + Pi→+\ \mathrm{P_i} \to غلوكوز-6-فوسفات + H2O+\ \mathrm{H_2O} له ΔG∘′=+13.8 kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = +13.8\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}: فعند التوازن لا يكاد أي غلوكوز يُفسفَر. أما الهكسوكيناز فينقل الفوسفات مباشرة من ATP: غلوكوز ++ ATP →\to غلوكوز-6-فوسفات ++ ADP، وΔG∘′=13.8−30.5=−16.7 kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = 13.8 - 30.5 = -16.7\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}، وثابت التوازن 800800، والتفاعل تام عمليًا. والفوسفات لا يظهر حرًا قط: فالتفاعلان تفاعل واحد.

مثال 8.14 (جرد الخلية)

من الكتلة الجافة لبكتيريا، تكون البروتينات 55 %55\,\%، وRNA 20 %20\,\%، وDNA 3 %3\,\%، والدهون 9 %9\,\%، والسكريات المتعددة 5 %5\,\%، والباقي جزيئات صغيرة وشوارد. أما بعدد الجزيئات فتنقلب الصورة: ألف نوع من المستقلبات الصغيرة والشوارد، بتراكيز من النانومول إلى عُشر المول في اللتر، تكوّن معظم الجزيئات التي ليست ماءً. فالبوتاسيوم عند 150 mmol/L150\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}، والغلوتامات 100 mmol/L100\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}، وATP 5 mmol/L5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}، وعامل استنساخ عند بضعة جزيئات في الخلية.

اقرأ في الفصل ←

مصطلحات ذات صلة