Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 2 - Д. Мецлер 1980

Биосинтез; как образуются новые молекулы
Использование энергии АТР
Сопряжение фосфорилирования с последовательным расщеплением фосфатазой

Третий общий способ сопряжения гидролиза АТР с последовательностью синтетических реакций состоит в переносе концевой фосфатной группы от АТР к одной из гидроксильных групп субстрата. Затем, после того как субстрат принял участие в синтетической реакции, фосфат удаляется действием фосфатазы. Наглядным примером может служить активация сульфата [уравнение (11-4)] [4].

Суммарное изменение свободной энергии стадий а и б реакции (11-4) имеет положительный знак (+12 кДж∙моль^-1), а равновесная концентрация аденилсульфата, образующегося в активационном процессе этого типа, очень мала [4]. Природа обошла эту трудность тем, что включила в процесс еще одну молекулу АТР для фосфорилирования 3'-ОН-группы аденозинфосфосульфата. В результате аденозинфосфо-сульфат сразу же в процессе образования превращается в 3'-фосфо-5'-аденилсульфат [уравнение (11-4), стадия в]. Поскольку равновесие процесса, выражаемого уравнением (11-4), сильно смещено вправо, продукт накапливается в значительной концентрации (вплоть до 1 мМ в бесклеточных системах) и используется в качестве активного донора сульфогруппы при образовании сернокислых эфиров. Цикл завершается еще двумя дополнительными реакциями. На стадии г [уравнение (11-4)] сульфогруппа переносится на акцептор, а на стадии д лишняя фосфатная группа отщепляется от аденозин-3',5'-дифосфата специфической фосфатазой. Поскольку в процессе превращения АМР в ADP расходуется еще одна (третья) высокоэнергетическая связь АТР, процесс образования одной молекулы эфира серной кислоты в сумме требует расхода трех высокоэнергетических фосфатных связей.

* Расположение связей относительно атома серы в сульфониевых солях таких, как SAM, не является планарным Кроме того, в этом случае отсутствует характерное для атома азота свободное вращение. Следовательно, для таких соединений характерно существование устойчивых энантиоморфных форм биологически активной формой SAM является (—) изомер

Аналогичным примером использования АТР может служить его участие в фотосинтетическом восстановлении двуокиси углерода, в процессе которого АТР фосфорилирует рибулозо-5-монофосфат до рибулозодифосфата, после чего фосфатные группы удаляются в результате действия фосфатазы на фруктозодифосфат и седогептулозодифосфат (разд. Г, 2). Фосфатазы, участвующие в биосинтетических реакциях, характеризуются обычно высокой степенью субстратной специфичности, чем существенно отличаются от неспецифических фосфатаз, относящихся к ферментам, участвующим в процессах переваривания пищи (гл. 7, разд. Д, 1).