Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Waarom wordt de fosfoanhydride -binding tussen fosfaatgroep in ATP een hoge energiebinding genoemd?

De fosfoanhydride-binding tussen fosfaatgroepen in ATP wordt een high-energy bond genoemd Vanwege de volgende redenen:

1. Thermodynamische overwegingen:

* Hoge vrije energie van hydrolyse: De hydrolyse van de fosfoanhydride -binding brengt een significante hoeveelheid vrije energie af (ongeveer -30,5 kJ/mol). Dit betekent dat de reactie exergonisch is, wat de afbraak van ATP in ADP en anorganisch fosfaat (PI) bevordert. Deze energie -afgifte kan worden gebruikt om andere enargonische reacties in de cel aan te sturen.

* Resonantiestabilisatie: De producten van ATP -hydrolyse (ADP en PI) zijn stabieler dan ATP vanwege verhoogde resonantiestabilisatie. Dit verschil in stabiliteit draagt bij aan de hoge vrije energie van hydrolyse.

* elektrostatische afstoting: De negatieve ladingen op de fosfaatgroepen creëren elektrostatische afstoting binnen het ATP -molecuul. Deze afstoting is verlicht bij hydrolyse, wat bijdraagt aan de energieafgifte.

2. Biochemische functie:

* Energie -valuta: Het hoge energie -gehalte van de fosfoanhydride -binding maakt ATP de primaire energievaluta van de cel. Het kan worden gebruikt om verschillende metabole processen aan te sturen, waaronder:

* spiercontractie: ATP biedt de energie voor spiereiwitten om te interageren en beweging te genereren.

* Actief transport: ATP -pompen pompen die moleculen over celmembranen verplaatsen tegen concentratiegradiënten.

* Biosynthese: ATP biedt energie voor de synthese van complexe moleculen zoals eiwitten, koolhydraten en lipiden.

* Signaaltransductie: ATP kan worden gebruikt om signaalroutes in de cel te activeren.

3. Het is een verkeerde benaming:

Hoewel het gewoonlijk een 'energieke binding' wordt genoemd, is het belangrijk om te verduidelijken dat de fosfoanhydride-binding zelf geen grote energie bezit. De energie wordt vrijgegeven tijdens de hydrolyse van de binding, niet opgeslagen binnen de binding zelf. De term "energieke binding" is een handige steno voor de grote hoeveelheid energie die vrijkomt tijdens hydrolyse.

Samenvattend:

De fosfoanhydride-binding in ATP wordt beschouwd als een "energieke binding" vanwege de hoge vrije energie van hydrolyse, die wordt aangedreven door factoren zoals resonantiestabilisatie en elektrostatische afstoting. Deze energie -afgifte voedt vele essentiële cellulaire processen, waardoor ATP de centrale energietaluta van het leven is.