Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:6:59

Реакция на свързване за създаването на глюкозо-6-фосфат

Видео транскрипция

В биологичните системи е много важно да можем да фосфорилираме глюкозата. Да започнем с молекула глюкоза и да я фосфорилираме. Това е важно, тъй като щом имаме тази фосфатна група -- Нека ѝ сложа заряда. Щом добавим тази фосфатна група или щом имаме този отрицателен заряд при глюкозо-6-фосфата, за него става много по-трудно да напусне клетката. А клетката иска да има възможно най-много молекули глюкоза. Когато глюкозата не е заредена, тя може да мине през клетъчната мембрана, но щом бъде фосфорилирана, ще остане в клетката. Освен това глюкозо-6-фосфатът е много важен за цяла последователност от процеси, протичащи в клетките. За съжаление обаче реакцията на фосфорилиране на глюкозата изисква енергия. Тя е ендергонична и няма да протече спонтанно. Стойността на делта G за тази реакция е положителна. Тя е ендергонична. Може да се досещаш какво ще ни е необходимо, за да може да протече. Ще трябва да използваме енергийната валута на клетката, нашия добър приятел АТФ. За да протече реакцията на фосфорилиране на глюкозата, трябва да я съчетаем с реакция, която можем да разглеждаме като хидролиза на АТФ, въпреки че няма да имаме точно молекула вода в механизма, но функционално реакцията е хидролиза на АТФ до АДФ и фосфатна група. Хидролизата на АТФ е енергетично изгодна, тя е екзергонична, ще протече спонтанно при точните условия. Няма да протича постоянно в разтвора на клетката, нуждае се от малко активираща енергия или ензим, който да понижи активиращата енергия, но като цяло реакцията е екзергонична. Можем да съчетаем тези две реакции. Когато ги съчетаем, когато съчетаем двете реакции, имаме АТФ, АТФ плюс глюкоза, плюс глюкоза, който реагират. Използваме и ензим, общият термин, за който е хексокиназа, той подпомага реакцията като понижава активиращата енергия. Ще получим глюкозо-6-фосфат глюкозо-6-фосфат глюкозо-6-фосфат и АДФ. И АДФ. А-Д-Ф. Каква ще е стойността на делта G за тази реакция? Можем да разглеждаме реакцията като комбинация от две реакции, затова грубо можем да кажем, че ще съберем стойностите на делта G. Ако съберем стойностите на делта G, ще получим -- Ако съберем тази отрицателна стойност на делта G от екзергоничната реакция и тази положителна стойност, ще имаме -30,5 плюс 13,8, което е -16,7 kJ/mol kJ/mol. Следователно това съчетание от реакции ще бъде екзергонично. Не толкова екзергонично, колкото хидролизата, защото ще използваме част от енергията ѝ, но ще може да протече спонтанно особено ако понижим активиращата енергия достатъчно. особено ако понижим активиращата енергия достатъчно. Сега да погледнем механизма, по който протича. Ако нямаме ензим, механизмът на реакцията е следният, имаме свободна електронна двойка ето тук, при тази хидроксилна група и тя трябва да участва в нуклеофилна реакция с този фосфорен атом тук. Но това ще е много трудно без ензим. Реакцията ще има много висока активираща енергия, защото всички тези отрицателни заряди при кислородните атоми ще пречат. Можеш да се досетиш, че електроните не обичат отрицателните заряди, те се отблъскват от отрицателни заряди. Затова ще ни трябва ензим, който да подпомогне реакцията и да понижи активиращата енергия, за да може реакцията да започне. Ензимът на практика премахва тези електрони от пътя на реакцията. Ензимът или общият термин за ензимите с тази функция - хексокиназа. Хексокиназа, ще го запиша. Хексокиназа. Хексокиназата "доставя" йони, можем да си предствим, че те държат тези електрони "заети". И по-точно, ензимът има магнезиев йон, магнезиев йон ето тук, който е свързан към останалата част на хексокиназата. Запомни, всичко това се случва в три измерения. Можем да кажем, че хексокиназата се увива около молекулите, за да "разсее" тези електрони, има други йони в хексокиназата, които държат тези електрони "заети". Други положителни йони "разсейват" тези електрони. Така че тези електрони да могат да се промъкнат и да се осъществи нуклеофилната реакция. Запомни, ензимите са белтъци. Ще го напиша в същия цвят, в който написах хексокиназа. Ензимите са тези комплексни белтъчни структури ето тук. Можем да имаме магнезиев йон, ще го оцветя в лилаво. Точно тук и може би молекулата глюкоза -- молекулата глюкоза се свързва ето тук, след това имаме АТФ, той се свързва ето тук. Очевидно просто давам пример, не всичко се случва точно така в действителност. Но по същество, ензимът се увива около молекулите с положителните си заряди, успява да издръпва настрани електроните и да подпомогне нуклеофилната реакция, която трябва да се осъществи. Затова тази връзка тук, между този кислород и този фосфор, ще бъде, ще бъде тази връзка тук. Когато това се случва, тези два електрона могат да се вземат от този кислород. Този кислород тук, сега той ще има отрицателен заряд. Така получихме глюкозо-6-фосфат и АДФ. И АДФ. Тази реакция е енергетично изгодна, тя е екзергонична. Ще протече, при условие, че имаме ензимът, който "разсейва" тези електрони и понижава активиращата енергия. Знам какво си мислиш, имахме водород тук, този водород трябва още да е тук, тогава друга водна молекула може да дойде и да сграбчи протона, водордния протон. И така отново получаваме глюкозо-6-фосфат. Надявам се, че това видео ти разясни как се осъществяват съчетания от реакции, както и защо всъщност АТФ е полезен. Когато аз учих за АТФ за първи път си помислих, добре, той наистина иска да се освободи от тази фосфатна група, енергетично изгодно е, но как се използва това, за да задвижи други процеси, за да се случи нещо в системата, което може да не е енергетично изгодно. Надявам се, че това видео ти обясни как се случва това, както и значението на ензимите за тази реакция.