Biologik kimyo

5.3. Yuqori energiyali (makroergik) birikmalar

Tirik organizmda energiya almashinuvi moddalar almashinuvi bilan bog`liq ravishda hujayrada energetik sikllar shaklida o`tadi. Geterotrof hujayralarda kimyoviy shaklda qabul qilinadigan erkin energiya manbai sifatida oziqa moddalari, asosan yog`lar va uglevodlar kabi molekulalarning parchalanishi xizmat qiladi. Bu energiya murakkab biomolekulalarni sintez qilish, hujayraning harakati, tonusini saqlanishi, moddalarni membrana orqali komsentratsiya gradiyentiga qarshi tashilishi, genetik axborotning tashilishi uchun sarflanadi.

Odam va hayvonlar uchun asosiy makroergik birikma fosfor va oltinguguritni saqlovchi birikmalar hisoblanadi. Hujayrada energiyaning ajratilishi va uni iste`mol qilinishi bilan kechadigan jarayonlarni o`zaro ulanishi yuksak energiyali fosfat birikmalar orqali bajariladi. Bu sistemada markaziy o`rinni adenozintrifosfat – ATF egallaydi. Hujayrada katabolik jarayonlar natijasida ajraladigan energiyaning bir qismi erkin energiyaning sarflanishini talab qiladigan reaktsiya – adenozindifosfat (ADF) va anorganik fosfatdan ATF sintezlanishi uchun ushlab qolinadi. Energiya ATF ning energiyaga boy (makroergik) bog`larida saqlanib, ~ simvoli bilan belgilanadi. So`ngra ATF→ADF va anorganik fosfatga parchalanib, o`zidagi energiyaning ko`p qismini energiya talab etiladigan jarayonlarga uzatadi. Demak, ATF energiyani saqlovchi va tashuvchi molekula sifatida hujayra energetikasida o`ziga xos funktsiyani bajaradi.

206

Fosfatli birikmalarning yuksak energiyali va past energiyali turlari tafovut etiladi. Bu ikki guruh birikmalari orasidagi farq fosfat bog`i gidrolizidan hosil bo`lgan erkin energiya kattaligidadir. Energiyaga boy makroergik bog` to`g`risida gapirilganda kimyoviy bog`ni tutuvchi birikmalar erkin energiyasi

bilan ular uzilgandan keyin hosil bo`lgan birikmalar erkin energiyasi orasidagi farq tushuniladi. Substrat gidrolizlanganda sistema erkin energiyasining o`zgarishi (∆G) 21 kJ/mol dan kam bo`lmasa, u makroergik bog` qatoriga kiradi. Energiya

(∆G) 21 kJ/mol dan kam bo`lgan holatda, yani 8-12 kJ/mol miqdorda, fosfat bog`ida akkumulyatsiyalanadi, bu mikroergik bog` deb taladi.

Energiyaga boy birikmalar ATF qatoriga nukleotidtrifosfatlar– UTF, GTF, STF, TTF, kreatinfosfat, pirofosfat; ba`zi tioefirlar (masalan, atsetil-KoA), fosfoenolpiruvat, 1,3-bifosfogliserat, karbomoilfosfat va boshqa makroergik birikma vakillari ham kiradi. ATF standart sharoitda (pH -7,0, harorat 37˚C va magniy ionlari ishtirokida) gidrolizlanganda (ATF + H<sub>2</sub>O → ADF + anorganik fosfat) erkin energiyani o`zgarishi (-∆G) 30 kJ/mol ga teng. Fiziologik sharoit

207

standart sharoitdan farq qilganligi, uchun (∆G ) 50 kJ/mol ga yaqin. Gidrolizlangan ATF energiyasi, uning hujayralarda yig`ilishiga bog`liq holda, 40 dan 60 kJ/mol gacha o`zgarishi, o`rtacha 50 kJ/mol deb qabul qilinadi. ATF molekulasida ikkita, ADF molekulasida esa faqat bitta makroergik bog` bor. Shunday ekan ATF molekulasida 2 ta fosfat bog`i – oxirgi (terminal) va o`rtadagi pirofosfat bog`lar makroergik, ribozaning 5΄ uglerodi bilan qo`shilgan birinchi bog` oddiy bog` hisoblanadi. Shuning uchun ATF ning fosfat bog`laridan energiya ajralishining ikki usuli mavjud: asosiy usul – oxirgi fosfatning ajralishi (ATF + H₂O → ADF + H₃PO₄) va boshqa usuli ATF dan pirofosfatning ajralishi (ATF + H₂O → AMF + H₄P₂O₇), bu reaktsiyadan hujayra biokimyoviy jarayonlarda

kamroq foydalanadi. Organizm hayot faoliyatining barcha biokimyoviy va fiziologik jarayonlarini energiya bilan ta`minlashda, ATF markaziy ahamiyatga ega. Organizmda ATF ning asosiy yig`ilish va foydalanish yo`llari ushbu sxemada keltirilgan.

Nafas olish

Glikoliz zanjiri

Atsetil – KoA Translyatsiya uchun aminokislotalarni faollash


ATF Hujayra funktsiyalari:

Gormonlar ta`siri

Moddalarning faol transporti

Sintezlar

Uglevodlar, proteinlar, fosfatidlar, purin asoslari, DNK, RNK, nukleotid uch fosfat, metioninning faol shakli (adenozilmetionin), sulfatlarning (FAFS) hosil bo`lishi