Аденозинтрифосфат (АТФ) є основним джерелом енергії в клітинах усіх організмів. Він бере участь у різних біохімічних процесах, особливо в синтезі та транспорті енергії. Але скільки енергії насправді синтезується в процесі утворення АТФ? Важливу роль в цьому процесі відіграє підготовчий етап.
Підготовчий етап синтезу АТФ пов'язаний з циклом Кребса, який відбувається в мітохондріях клітин. Протягом цього етапу карбоновий скелет піруватової кислоти окислюється, звільняючи енергію. Потім ця енергія використовується для вивільнення Електронні орбіталі НАД (нікоінамідаденіндинуклеотид), який переноситься на наступний етап синтезу АТФ.
У підготовчому етапі синтезу АТФ відбувається окислення ізоцитратсукцинатном дегідрогеназним комплексом, і він відіграє вирішальну роль в утворенні енергії. В результаті цього процесу утворюється НАДН (скорочений нікотинамід аденіндинуклеотид), який потім передає енергію на наступні етапи синтезу АТФ. Однак точна кількість синтезованої енергії у формі АТФ в підготовчому етапі залежить від різних факторів, таких як стан клітини, її спосіб життя та ін.
Кількість енергії, що вивільняється в процесі синтезу АТФ на підготовчому етапі
Синтез АТФ, основного енергетичного носія в клітині, відбувається на двох основних етапах: підготовчому і ациклічному (окислювально-відновному).
У підготовчому етапі, що відбувається в мітохондріях, вивільняється деяка кількість енергії, яка потім використовується на ациклічному етапі для синтезу АТФ.
На підготовчому етапі енергія вивільняється при окисленні пірувату і перетворенні його в ацетил-КоА. Окислювальні реакції, такі як окислення пірувату і перетворення його в ацетил-КоА, супроводжуються вивільненням електронів і протонів. Електрони і протони передаються на носії електронів, такі як NAD і fad, а потім переносяться на ацетил-КоА. В результаті цього процесу утворюється НАДН і ФАДН2, що містять високоенергетичні електрони і протони.
Енергія, що вивільняється в процесі окислення пірувату і перетворенні його в ацетил-КоА, використовується для синтезу 2 молекул НАДН і 1 молекули ФАДН2. Кожна молекула НАДН володіє енергією величиною близько 2,5 еВ, а молекула ФАДН2 - близько 1,5 ев. Загальна енергія, що виділяється на підготовчому етапі у вигляді NADH і FADH2, становить близько 6,5 екал.
Таким чином, в процесі синтезу АТФ на підготовчому етапі вивільняється досить велика кількість енергії у формі НАДН і ФАДН2, яка потім використовується на ациклічному етапі для синтезу молекул АТФ. Це є важливим кроком у забезпеченні клітинної енергією і підтримці метаболічних процесів.
Отримання енергії в ході підготовчого етапу формування АТФ
Підготовчий етап формування АТФ, або гліколіз, являє собою складний біохімічний процес, в результаті якого глюкоза розбивається на дві молекули пірувату, при цьому виділяється невелика кількість енергії в формі АТФ.
На першому етапі гліколізу глюкоза фосфорилюється за участю АТФ, що призводить до утворення глюкозо-6-фосфату. Далі глюкозо-6-фосфат переходить в фруктозо-6-фосфат, після чого відбувається його фосфорилювання з утворенням фосфофруктози-1,6-бісфосфату. На кожному з цих етапів відбувається синтез однієї молекули АТФ.
На наступному етапі фосфофруктозу-1,6-бісфосфат розпадається на дві молекули гліцеральдегід-3-фосфату. Для кожної молекули гліцеральдегід-3-фосфату відбувається окислення, при якому утилізується одна молекула НАД+ і утворюється одна молекула НАДН і одна молекула 1,3-бісфосфогліцерату. В результаті цього окислення синтезується одна молекула АТФ.
Нарешті, на останньому етапі гліцеральдегід-3-фосфат перетворюється на піруват. При цьому відбувається дефосфорилювання 1,3-бісфосфогліцерату з утворенням АТФ. В цілому, на цьому етапі виходить дві молекули АТФ.
Таким чином, в підготовчому етапі формування АТФ, за допомогою гліколізу, синтезується 4 молекули АТФ. Цей процес є важливою частиною обміну речовин в організмі і забезпечує синтез енергії, необхідної для функціонування клітин.