0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة

الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية

الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات

الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية

الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية

الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة

مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية

الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء التناسقية

الكيمياء الاشعاعية والنووية

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Phosphoryl Group Transfers and ATP:-Transphosphorylations between Nucleotides Occur in All Cell Types

المؤلف:  David L. Nelson، Michael M. Cox

المصدر:  Lehninger Principles of Biochemistry

الجزء والصفحة:  505

2026-05-30

32

+

-

20

Phosphoryl Group Transfers and ATP:-Transphosphorylations between Nucleotides Occur in All Cell Types

Although we have focused on ATP as the cell’s energy currency and donor of phosphoryl groups, all other nucleoside triphosphates (GTP, UTP, and CTP) and all the deoxynucleoside triphosphates (dATP, dGTP, dTTP, and dCTP) are energetically equivalent to ATP. The free energy changes associated with hydrolysis of their phosphoanhydride linkages are very nearly identical with those shown in Table 13–6 for ATP. In preparation for their various biological roles, these other nucleotides are generated and maintained as the nucleoside triphosphate (NTP) forms by phosphoryl group transfer to the corresponding nucleoside diphosphates (NDPs) and monophosphates (NMPs). ATP is the primary high-energy phosphate com pound produced by catabolism, in the processes of glycolysis, oxidative phosphorylation, and, in photosyn thetic cells, photophosphorylation. Several enzymes then carry phosphoryl groups from ATP to the other nucleotides. Nucleoside diphosphate kinase, found in all cells, catalyzes the reaction

Although this reaction is fully reversible, the relatively high [ATP]/[ADP] ratio in cells normally drives the re action to the right, with the net formation of NTPs and dNTPs. The enzyme actually catalyzes a two-step phosphoryl transfer, which is a classic case of a double-dis placement (Ping-Pong) mechanism (Fig. 13–12; see also Fig. 6–13b). First, phosphoryl group transfer from ATP to an active-site His residue produces a phosphoenzyme intermediate; then the phosphoryl group is transferred from the P–His residue to an NDP acceptor. Because the enzyme is nonspecific for the base in the NDP and works equally well on dNDPs and NDPs, it can synthesize all NTPs and dNTPs, given the corresponding NDPs and a supply of ATP.

FIGURE 13–12 Ping-Pong mechanism of nucleoside diphosphate kinase. The enzyme binds its first substrate (ATP in our example), and a phosphoryl group is transferred to the side chain of a His residue. ADP departs, and another nucleoside (or deoxynucleoside) diphosphate replaces it, and this is converted to the corresponding triphosphate by transfer of the phosphoryl group from the phosphohistidine residue.

Phosphoryl group transfers from ATP result in an accumulation of ADP; for example, when muscle is contracting vigorously, ADP accumulates and interferes with ATP-dependent contraction. During periods of intense demand for ATP, the cell lowers the ADP con centration, and at the same time acquires ATP, by the action of adenylate kinase:

This reaction is fully reversible, so after the intense demand for ATP ends, the enzyme can recycle AMP by converting it to ADP, which can then be phosphorylated to ATP in mitochondria. A similar enzyme, guanylate ki nase, converts GMP to GDP at the expense of ATP. By pathways such as these, energy conserved in the catabolic production of ATP is used to supply the cell with all required NTPs and dNTPs. Phosphocreatine (Fig. 13–5), also called creatine phosphate, serves as a ready source of phosphoryl groups for the quick synthesis of ATP from ADP. The phosphocreatine (PCr) concentration in skeletal muscle is approximately 30 mM, nearly ten times the con centration of ATP, and in other tissues such as smooth muscle, brain, and kidney [PCr] is 5 to 10 mM. The en zyme creatine kinase catalyzes the reversible reaction

When a sudden demand for energy depletes ATP, the PCr reservoir is used to replenish ATP at a rate considerably faster than ATP can be synthesized by catabolic pathways. When the demand for energy slackens, ATP produced by catabolism is used to replenish the PCr reservoir by reversal of the creatine kinase reaction. Or ganisms in the lower phyla employ other PCr-like molecules (collectively called phosphagens) as phosphoryl reservoirs.

صادق الياسري2026-05-30

يوضح المقال أن ATP ليس الوحيد القادر على نقل الطاقة داخل الخلية، فجميع النيوكليوتيدات ثلاثية الفوسفات مثل GTP وUTP وCTP، وكذلك نظائرها المنزوعة الأكسجين (dNTPs)، تمتلك تقريبا نفس المحتوى الطاقي وقدرة نقل مجموعات الفسفوريل. ينتج ATP بشكل أساسي من عمليات الأيض مثل التحل السكري والفسفرة التأكسدية، ثم تنقل مجموعات الفوسفات منه إلى النيوكليوتيدات الأخرى بواسطة إنزيم Nucleoside Diphosphate Kinase (NDPK) الموجود في جميع الخلايا. يعمل هذا الإنزيم عبر آلية "Ping-Pong"، حيث ينقل مجموعة الفوسفات أولا إلى حمض أميني هيستيدين داخل الإنزيم، ثم إلى نيوكليوتيد ثنائي الفوسفات (NDP) لتكوين نيوكليوتيد ثلاثي الفوسفات (NTP). عند زيادة استهلاك الطاقة داخل الخلية، كما يحدث أثناء انقباض العضلات، يتراكم ADP ما قد يعيق بعض العمليات الحيوية. لذلك يستخدم الجسم إنزيم Adenylate Kinase لإعادة تدوير ADP وتحويل جزيئين منه إلى ATP وAMP، ما يساعد على المحافظة على مستوى ATP عند الحاجة السريعة لطاقة. كما يوجد إنزيم مشابه يسمى Guanylate Kinase مسؤول عن تحويل GMP إلى GDP باستخدام ATP كمصدر لطاقة. ويتناول المقال أيضا دور فوسفات الكرياتين (Phosphocreatine أو PCr) بوصفه مخزنا سريعا لطاقة في العضلات والدماغ والكلى. فعندما ينخفض ATP فجأة أثناء النشاط العضلي الشديد، ينقل إنزيم Creatine Kinase مجموعة الفوسفات من فوسفات الكرياتين إلى ADP لتكوين ATP بسرعة أكبر من إنتاجه عبر عمليات الأيض التقليدية. وعندما يقل الطلب على الطاقة، يعاد تكوين مخزون فوسفات الكرياتين باستخدام ATP الناتج من عمليات الهدم الغذائي. وبذلك يضمن الجسم توافر ATP وجميع النيوكليوتيدات ثلاثية الفوسفات الازمة لعمليات الحيوية المختلفة، مع وجود أنظمة احتياطية سريعة لتلبية الاحتياجات الطاقية المفاجئة.

حالة التعديل

اخفاء الردود

رد

1
301824

المزيد

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد