Фізіологія рослин - Мусієнко М.М. 2001

Хімічний та молекулярний склад, структура і функції рослинної клітини
Система АТФ

Можливість для протікання багатьох ендергонічних реакцій в живих клітинах забезпечується існуванням складних метаболітичних ланцюгів, або енергетичним спряженням. Процеси обміну речовин включають в себе реакції, що протікають як з використання енергії, так і реакції з виділенням енергії. В деяких випадках ці реакції спряжені. Однак часто реакції, в якихенергія виділяється, відокремлені в просторі та в часі від реакцій, в яких вона використовується. В процесі еволюції у живих організмів сформувалась здатність збереження енергії у формі сполук, які мають багаті енергією зв’язки. Серед них центральне місце займає адено- зинтрифосфат (АТФ). За хімічною природою це нуклеотидфосфат, до складу якого входять азотиста основа (аденін), цукор (рибоза) та три залишки фосфорної кислоти. Дві кінцеві молекули фосфорної кислоти утворюють макроергічні, багаті енергією зв’язки. АТФ присутній в живих клітинах переважно в формі комплексу з іонами магнію.

В 1940 р. ф. Ліпман встановив, що АТФ слугує головним переносником енергії в клітині. Особливі властивості цієї сполуки визначаються тим, що кінцева фосфатна група легко переноситься з АТФ на інші сполуки і відщеплюється з виділенням енергії, яка може бути використана на фізіологічні функції. Відбувається ніби розрядка акумулятора, при pH 7 виділяється — 30,6 кДж енергії. Цей процес каталізується ферментом аденозинтрифосфатазою. Рівновага гідролізу АТФ зміщена в сторону завершення реакції, що і обумовлює значну величину вільної енергії гідролізу.

За рахунок енергії розщеплення АТФ здійснюється різноманітна робота в клітині: механічна (скорочення мікротрубочок), осмотична (поглинання і перенесення речовин) або хімічна (в формі активування або енергетичного спряження тощо). При активуванні речовина збагачується енергією завдяки приєднанню фосфатних залишків, внаслідок чого реакційна здатність даної речовини значно підвищується. В багатьох випадках замість АТФ використовуються інші нуклеозидтрифосфати, перш за все гуанозинтрифосфат (ГТФ).

Отже, як посередник між процесами, пов’язаними з генеруванням та використанням енергії в метаболізмі клітини, завжди включена система перенесення енергії, або система аденозинтрифосфату (АТФ). АТФ — постійне джерело енергії в клітині. Він мобільний і може постачати хімічну енергію в будь-яку частину клітини, його високоенергетичні групи неперервно відщеплюються та заміщуються новими. Так як АТФ є в усіх живих клітинах, його часто називають універсальним носієм енергії.