Форми на енергия в клетката
Микроорганизмите имат голям брой енергийно богати съединения. Те се характеризират с факта, че една или няколко функционални групи, включени в структурата, имат висок енергиен потенциал. Когато тези групи се прехвърлят, връзката, свързваща я с молекулата, се прекъсва и това води до намаляване на свободната енергия, съдържаща се в молекулата. И обратно, добавянето на тази група с висок енергиен потенциал към акцепторната молекула пренася молекулата в активната форма и увеличава нивото на свободна енергия в молекулата. Такива връзки се наричат макроергичен (обозначават
). Бактериите имат 2 вида съединения с високоенергийни връзки:
1. Съединения с високоенергийна фосфатна връзка:
- Фосфорилирани форми на пуринови и пиримидинови бази ATP, ADP, GTP, UTP.
- Различни фосфорилирани съединения с високоенергийна -PO4 връзка - бутерил фосфат, ацетил фосфат.
- Фосфатни естери на еноли - фосфоенолпируват.
2. Съединения с високоенергийна тиоетерна връзка - CoA или ацетил-CoA.
АТФ е първата универсална форма на енергия в клетката.Той е производно на аденозин: аденин + рибоза, свързан с три остатъка от фосфорна киселина, с останалите 2 високоенергийни фосфатни връзки. При рН = 7, АТФ анион с висока плътност на отрицателен заряд поради ОН групи, следователно в клетката АТФ е сложно съединение, свързано с Mg 2+, Mn 2+ .
- Молекулата е химически стабилно съединение - скоростта на неферментационна хидролиза е много ниска, поради което се натрупва енергия.
- Термодинамично молекулата АТФ е доста нестабилна. Под действието на ATP хидролаза, ATP се разлага на ADP и фосфат, с: ATP → ADP + F +31,8 kJ/mol.
- Той има малък размер, което улеснява мигрирането около клетката и попадането в точното време на точното място.
Пътища на образуване на АТФ в клетката. АТФ се формира от 3 механизма:
1. А) Най-древното е субстратното фосфорилиране:
P + ADP → ATP + субстрат
Б) Когато субстратът има друга група с макроергична връзка, се получава разкъсване под действието на ензима и енергията отива към АТФ от ADP:
X + ADP + F → ATP + субстрат + X
Типично за ферментация на микроорганизми.