If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

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 премине 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 досетиш какво 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, които реагират. Използваме и ензим, общото наименование е хексокиназа, той подпомага реакцията, като понижава активиращата енергия. Ще получим глюкозо-6-фосфат глюкозо-6-фосфат глюкозо-6-фосфат и АДФ. 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 дава -16,7 kJ/mol Следователно тази комбинация от две реакции ще бъде екзергонична. Не толкова екзергонична, колкото хидролизата, защото ще използваме част от енергията ѝ, но ще може да протече спонтанно, особено ако понижим достатъчно активиращата енергия. Сега да погледнем механизма, по който протича. Ако нямаме ензим, механизмът на реакцията е следният: ето тук има свободна електронна двойка – при тази хидроксилна група, и тя трябва да участва в нуклеофилна реакция с този фосфорен атом тук. Но това ще е много трудно без помощта на съответния 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, по-точно групата ензими, които изпълняват тази функция, носят общото название хексокиназа – ще го запиша. Хексокиназа. Хексокиназата "доставя" йони. Можем да си представим, че те държат тези електрони "заети". И по-точно, ензимът има магнезиев йон ето тук, който е свързан към останалата част на хексокиназата. Запомни, че всичко това се случва в три измерения. Можем да кажем, че хексокиназата се увива около молекулите, за да "разсее" тези електрони. Хексокиназата съдържа други йони, 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 сложни белтъчни структури ето тук. Може да имаме магнезиев йон – ще го оцветя в лилаво – ето точно тук. Молекулата глюкоза може би се свързва ето тук, след това имаме АТФ, той се свързва ето тук. Очевидно сега само давам пример, не всичко се случва точно така в действителност. Но по същество, ензимът се увива около молекулите с положителните си заряди, успява да издърпа настрани електроните и да подпомогне нуклеофилната реакция, която трябва да се осъществи. Затова тази връзка тук, между този кислород и този фосфор, ще бъде тази връзка тук. Когато това се случи, тези два електрона могат да бъдат взети от този кислород тук, който е този кислород тук – сега ще има отрицателен заряд. Така получихме глюкозо-6-фосфат и АДФ. Тази реакция е енергетично изгодна, тя е екзергонична. Тя протича в присъствието на ензима, 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 водородния протон. И така отново получаваме глюкозо-6-фосфат. Надявам се, че това видео ти разясни как се осъществява комбинация 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 ролята на ензимите за протичането на тази реакция.
Съдържанието по Биология достига до теб с подкрепата на Фондация Амген