معلومة

كيف يتم تحويل ATP إلى الأدينوزين؟


أنا على دراية بالأدينوزين ثنائي الفوسفات (ADP) والأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ، وكيف يرتبط أحدهما بالآخر ، وكيف يتشكل كل منهما في التنفس الخلوي والتمثيل الضوئي ، لكني في حيرة من أمري بشأن كيفية تكوين الأدينوزين بانتظام.

كنت أقرأ مقالًا عن الكافيين جاء فيه:

الكافيين مشابه من الناحية الهيكلية للأدينوزين ، وهو معدل عصبي ، يعتمد تكوينه على المعدلات النسبية لتفكك وتخليق ATP.

من هذا خلصت إلى أنه يمكن تغيير ATP إلى الأدينوزين العادي والأدينوزين مرة أخرى إلى ATP ، لكن لا يمكنني العثور على أي شيء آخر على الإنترنت لدعم استنتاجي. كنت أتساءل أيضا متي و لماذا سيغير جسمك ADP إلى أدينوزين بدلاً من ATP. أفترض أن AMP تلعب دورًا في كل هذا ، وربما ADA.

لدي فقط تعليم على مستوى المدرسة الثانوية في علم الأحياء ، لذا يرجى تحمل معي. إذا كنت لا تمانع ، فيرجى تضمين مصدر في إجابتك حتى أتمكن من إجراء مزيد من البحث بنفسي. شكرا!


للحصول على فهم كامل ، أحيلك إلى خريطة مسار KEGG وهي شاملة إلى حد ما في إظهار جميع عمليات التمثيل الغذائي التي يمكن أن تنتج الأدينوزين. إنه أمر شاق بعض الشيء ولكن إذا وجدته على الخريطة هنا فهو تفاعلي ويمكنك رؤية الإنزيمات والمسارات المعنية. إذا قمت بالتنقيب ، فسيأخذك إلى مجموعة من الأوراق والمراجع في الأدبيات الأولية لدعم الأمور.

ومع ذلك ، فإن العملية السائدة هي كما يلي:

2 ADP <=> ATP + AMP

يسنه أدينيلات كيناز ثم:

AMP + H2O <=> أدينوسين + فوسفات

تم إصداره بواسطة أدينوسين 5-أحادي الفوسفات فوسفوهيدرولاز (أ 5-نوكليوتيدازات)


17.4: أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)

  • بمساهمة غاري كايزر
  • أستاذ (علم الأحياء الدقيقة) في كلية المجتمع في بالتيمور كونتري (كانتونسفيل)
  1. حدد ما يرمز إليه الحرفان ADP و ATP وكيف يختلف الجزيئان.
  2. صف بإيجاز كيف يتم احتجاز الطاقة التي يتم إطلاقها من المركبات المحتوية على الطاقة وتخزينها على شكل ATP وكيف يتم إطلاق الطاقة المخزنة في ATP للقيام بالعمل الخلوي.

يربط الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) معظم التفاعلات الخلوية الطاردة للطاقة والتفاعلات الكيميائية. للحصول على الطاقة للقيام بالعمل الخلوي ، تأخذ الكائنات الحية مركبات غنية بالطاقة مثل الجلوكوز إلى الخلية وتفكيكها إنزيميًا لتحرير طاقتها الكامنة. لذلك ، يحتاج الكائن الحي إلى وسيلة لاحتجاز بعض من تلك الطاقة المنبعثة وتخزين الطاقة في شكل يمكن أن تستخدمه الخلية للقيام بعمل خلوي. بشكل أساسي ، يتم حجز الطاقة وتخزينها في شكل ثلاثي فوسفات الأدينوزين أو ATP.

هناك حاجة إلى كمية هائلة من ATP للنمو الخلوي الطبيعي. على سبيل المثال ، يستخدم الإنسان في حالة الراحة حوالي 45 كيلوجرامًا (حوالي 99 رطلاً) من ATP كل يوم ولكن في أي وقت لديه فائض أقل من جرام واحد. من المقدر أن تولد كل خلية وتستهلك ما يقرب من 10000000 جزيء من ATP في الثانية. كما يتضح ، فإن إنتاج ATP هو عملية خلوية مستمرة.

لاحتجاز الطاقة المنبعثة من التفاعلات الكيميائية التقويضية الباهظة للطاقة ، تستخدم الخلية بعضًا من تلك الطاقة المنبعثة لربط مجموعة فوسفات غير عضوية إلى ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) لصنع ثلاثي فوسفات الأدينوزين (ATP). نظرًا لأن مجموعات الفوسفات جميعها مشحونة سلبًا ، فإنها تتنافر مع بعضها البعض وتضغط على الرابطة التي تربطها ببعضها البعض ، مثل لوح الغوص المنحني. وبالتالي ، يتم احتجاز الطاقة وتخزينها في هذه الروابط المجهدة المعروفة باسم روابط الفوسفات عالية الطاقة. للحصول على الطاقة للقيام بالعمل الخلوي أثناء التفاعلات الكيميائية الابتنائية ، يقوم الكائن الحي بإزالة إنزيمات الفوسفات الثالث من ATP وبالتالي إطلاق الطاقة المخزنة وتشكيل ADP والفوسفات غير العضوي مرة أخرى (انظر الشكل ( فهرس الصفحة <1> )).

اعتمادًا على نوع الكائن الحي ، تنقل الخلايا الطاقة وتولد ATP عن طريق الفسفرة الضوئية ، عن طريق الفسفرة على مستوى الركيزة ، و / أو الفسفرة المؤكسدة. (تشير الفسفرة إلى ارتباط مجموعة الفوسفات بجزيء.)


ملخص

ATP هو الجزيء الأساسي الذي يمد الخلايا الحية بالطاقة. يتكون ATP من نوكليوتيد وخمس كربون سكر وثلاث مجموعات فوسفاتية. الروابط التي تربط الفوسفات (روابط الفوسفونهيدريد) تحتوي على نسبة عالية من الطاقة. الطاقة المنبعثة من التحلل المائي لـ ATP إلى ADP + P.أنا يستخدم لأداء العمل الخلوي. تستخدم الخلايا ATP لأداء العمل عن طريق اقتران التفاعل المطلق للطاقة لتحلل ATP المائي مع تفاعلات endergonic. يتبرع ATP بمجموعته من الفوسفات إلى جزيء آخر عبر عملية تعرف باسم الفسفرة. يكون الجزيء المُفسفر في حالة طاقة أعلى وأقل استقرارًا من شكله غير المُفسفر ، وهذه الطاقة المضافة من إضافة الفوسفات تسمح للجزيء بالخضوع لتفاعله الداخلي.


الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) في الأنسجة المحيطية

تتكون العائلة الكيميائية من البيورينات من مركبات عضوية عطرية حلقية غير متجانسة ، تتكون من حلقة بيريميدين مدمجة في حلقة إيميدازول. يتعرف على الجزيئات النشطة بيولوجيًا مثل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP) ومنتج تحللها الأدينوزين (Ado). يُعرف ATP على نطاق واسع بأنه ناقل للطاقة داخل الخلايا ، ولكن يمكن أيضًا إطلاقه من الخلايا إلى البيئة عن طريق قنوات غشاء الخلية (تقاطعات الفجوة ، قنوات البانيكسين) أو الناقلات المتخصصة (الشكل 1) (1 & # x020134). بمجرد تحديد موقعه في الفضاء بين الخلايا ، ينقل ATP الإشارات إلى الخلايا الأخرى عن طريق إشراك مستقبلات P2. يمكن تقسيم مستقبلات P2 إلى أنواع فرعية P2X و P2Y ، والتي تشتمل على أعضاء مختلفين كما هو موضح بالأرقام ، على سبيل المثال ، P2X1 إلى P2X7 و P2Y1، P2Y2، P2Y11. بينما ترتبط جميع مستقبلات P2X بـ ATP ، إلا أن P2Y فقط1، P2Y2و P2Y11 المستقبلات تعمل بواسطة ATP. يختلف أيضًا أسلوب عمل مستقبلات P2X و P2Y ويمكن وصفه بأنه مؤثر على التماثل في التوتر لمستقبلات P2X ، أو بروتين G الميضي مقترنًا في حالة أنواع P2Y. إن P2X7 المستقبل هو مثال مدروس جيدًا ويعمل كمستقبلات نموذجية لـ ATP في العديد من التحقيقات. غالبًا ما تشكل مستقبلات P2X مجمعات متعددة الأقطاب تفتح عند الاشتباك مسامًا للكاتيونات مثل Na & # 43 أو Ca 2 & # 43 أو K & # 43 (5). سيؤدي هذا التدفق الأيوني بعد ذلك إلى إحداث مزيد من أحداث الإشارات داخل الخلايا. يتضمن المسار الأكثر أهمية الذي تحفزه مستقبلات P2X تنشيط الجسيم الملتهب NLRP3 ، مما يؤدي إلى تنشيط كاسباس -1 ، والذي بدوره ينشط إنترلوكين (IL-) 1 & # x003B2 و IL-18 ، وهما اثنان من السيتوكينات المؤيدة للالتهابات الهامة. لكن هذا ليس سوى مثال واحد مدروس جيدًا. على وجه الخصوص ، يمكن أن يؤدي التدفق الغشائي لأيونات Ca 2 & # 43 إلى أحداث إشارات متعددة في الخلايا التي تتضمن كينازات تنشيط الميتوجين (MAPK) وبروتين كيناز C (PKC) وكالودولين. لذلك ، تم وصف العديد من تأثيرات الإشارات المستحثة بـ ATP في الكريات البيض ، والتي تشمل تنشيط الخلايا التائية ، (6 & # x020138) ، وإطلاق IL-6 ، TNF (9 ، 10) ، البروستاغلاندين (11) ، CXCL8 ، CCL2 ، CCL3 (12 ، 13) والبروتين المعدني 9 (14) ، على سبيل المثال لا الحصر [قائمة شاملة في Zimmermann. (15)]. P2Y1 المستقبل ، الذي يربط ATP في القوارض و P2Y2 تعمل المستقبلات عبر مستقبلات Gq المقترنة و phospholipase C. يتم إنتاج المصب ، المرسل الثاني إينوزيتول 1،4،5 ثلاثي الفوسفات (IP3) الذي يرسل إشارات أخرى عبر مستويات Ca 2 & # 43 داخل الخلايا و diacylglycerol (DAC) ، الذي ينشط PKC. يوضح مخطط التنشيط العام إلى حد ما مجموعات متنوعة من التأثيرات التي يمكن أن تحدث عن طريق مشاركة مستقبلات P2Y. في الواقع ، تم توثيق تورط مستقبلات P2Y في تنظيم إفراز الهرمونات ونشاط الجهاز العصبي المركزي في العديد من الحالات. أبعد من ذلك ، يتم التعبير عن مستقبلات P2Y بواسطة العدلات ، وحيدات الخلايا والخلايا التائية ، مما يشير إلى دور في تنظيم المناعة أيضًا.

شكل 1. مسارات جيل ATP / Ado في البلدان النامية. يمكن إنتاج Ado داخل الخلايا عن طريق تدهور AMP بمقدار 5 & # x02032ectonucleotidases. ناقلات النيوكليوزيد (NT) تؤدي إلى قذف Ado. يمكن أن تطلق الخلايا ATP عبر قنوات pannexin بعد الإصابة وأثناء الالتهاب ، وتعمل على تحفيز المناعة من خلال إشراك مستقبلات P2X (P2XR). يمكن أن تتحلل بواسطة الإنزيمات الخارجية CD39 و CD73 ، مما يؤدي إلى زيادة مستويات Ado في البيئة خارج الخلية. يمكن أن يتحلل Ado عن طريق عمل إنزيم Adenosine deaminase (ADA) داخل وخارج الخلية.

بسبب الإجراءات التحفيزية المناعية القوية لـ ATP ، يتم التحكم في التركيزات خارج الخلية عن طريق الهضم الأنزيمي لـ ATP. يتحلل ATP بسرعة داخل الأنسجة ، مما يجعل من الصعب التحقيق في إطلاقه الخاضع للرقابة في أعضاء محددة في الجسم الحي. ومع ذلك ، نظرًا لأن الجلد يمكن تقييمه من أجل معالجة وقياس ATP (16) ويؤوي العديد من الأنواع الفرعية المتميزة ظاهريًا (17) ، فقد يكون العضو المفضل للتحقيق في إشارات بوساطة البيورين في الجسم الحي. في البداية ، في ظل الظروف غير الالتهابية ، يتم توجيه التمايز الأولي للخلايا الكيراتينية الجلدية (KCs) بواسطة ATP. عند ارتباط ATP ، ترتفع مستويات الكالسيوم داخل الخلايا تدريجياً (حيث تعبر KCs عن مجموعات فرعية مختلفة من مستقبلات P2X الخاصة بـ ATP اعتمادًا على الطبقة) ، مما يؤدي إلى تمايز KCs (18 ، 19). حتى التمايز النهائي والاستماتة اللاحقة لـ KC في التقاطع بين الطبقة الحبيبية والطبقة القرنية يبدو أنها تعتمد على ATP. هنا ، تحديد مكان واسع النطاق لـ P2X7 مستقبلات مع كاسباس -3 واضحة (20) ، مما يشير إلى تحريض موت الخلايا بواسطة ATP. هذا ما أيده في المختبر بيانات توضح أن المشاركة المطولة لـ P2X7 تؤدي المستقبلات إلى فتح المسام الممتد لتمكين الجزيئات الكبيرة التي تصل إلى 900 دا من السفر إلى الخلايا ، مما يؤدي إلى تحريض موت الخلايا المعتمد على كاسباس (21). بالإضافة إلى كونه رسولًا مشاركًا في تمايز الجلد ، فإن ATP له أيضًا وظائف واضحة كجزيء خطر. نظرًا لوظيفته كمنشط للجسيم الالتهابي NLRP3 ، يشارك ATP في إثارة رفض الطعم الخيفي للجلد. لقد تبين هنا أن ATP يتم إطلاقه بواسطة الخلايا المضيفة استجابة لعملية الزرع التي تؤدي إلى إنتاج IL-18 واستجابات Th1. علاوة على ذلك ، قد يستخدم الجلد & # x0201CU & # x0201D ATP حتى لتنبيه الجهاز المناعي المحيطي ، حيث أظهرت الخلايا الوحيدة أثناء الرفض الحاد لعمليات الزرع تعبيرًا أعلى عن P2X7 مستقبلات (22). يتعرض الجلد ، على عكس معظم الأعضاء الأخرى ، للإشعاع فوق البنفسجي. يتسبب هذا في تلف الحمض النووي ، مما ينتج عنه مجموعة خاصة من إشارات الخطر. استجابة للإشعاع فوق البنفسجي ، يتم إطلاق ATP بواسطة KCs مما يؤدي إلى تنشيط وإطلاق IL-17 بواسطة خلايا البشرة المتغصنة & # x003B3 & # x003B4 T الخلايا (23). بمجرد التنشيط ، يمكن لخلايا & # x003B3 & # x003B4 T إطلاق ATP من تلقاء نفسها ، مما يؤدي إلى حلقة تنشيط autocrine التي تحتفظ بها P2X4 مستقبلات (24). من الناحية الوظيفية ، يعد هذا الإنتاج المستدام لـ IL-17 مهمًا للحد من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية ، حيث إنه ينظم الجينات اللازمة لإصلاح تلف الحمض النووي ، مثل محفز الاستماتة الضعيف المرتبط بـ TNF (TWEAK) وجين توقف النمو GADD45 (23) . لذلك ، في حالة السرطانات التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية ، فإن التحسين العلاجي لـ ATP خارج الخلية قد يوفر طريقة للعلاج.

أيضًا في الجلد المصاب بأمراض مزمنة يتغير توزيع الـ ATP ومستقبلاته. على سبيل المثال ، في لويحات الصدفية P2X7 تم العثور على مستقبلات يتم تنظيمها في طبقة الخلية القاعدية ، مما يشير إلى أن تنشيط KCs يتم تسهيله بواسطة ATP (25). إن ATP مرتفع بالفعل في ظل الظروف المرضية ، حيث يمكن إطلاقه بواسطة IFN & # x003B3 المنشط و / أو الكريات البيض المحتضرة و KCs (26 ، 27). علاوة على ذلك ، أظهرت النتائج المبكرة التحلل المائي المعيب لـ ATP في البشرة الصدفية ، مما أدى إلى تراكم ATP خارج الخلية في الجلد المصاب ، مما يدعم فكرة أن ATP متورط بشكل كبير في تطور الصدفية (28). تم تأكيد هذه الدراسات المبكرة مؤخرًا بواسطة Killeen et al. (29) ، يظهر في الأدمة من آفات الصدفية في نموذج الجلد المزروع ارتفاع تعبير عن P2X7 مستقبلات بالمقارنة مع الجلد السليم. أدى هذا إلى زيادة P2X7 تؤدي الإشارات أيضًا إلى نمط ظاهري من DC-DCs التي تسبب في الغالب خلايا Th17 ، والتي تعد المحركات الرئيسية لمرض الصدفية. أخيرًا ، يمكن لتركيزات ATP المرتفعة في الجلد أيضًا تنشيط العدلات ، والتي تشكل بالاقتران مع IL-23 دائرة التهابية محلية تحافظ على التهاب الجلد الصدفي الشكل في الفئران (30). لذلك ، يبدو أن المستويات المتزايدة من ATP مع التعبير المعزز لمستقبلات ATP تشارك في الحفاظ على بيئة التهابية في جلد الصدفية.

من ناحية أخرى ، تم وصف الآليات التنظيمية المضادة المرتبطة مباشرة بمنتج تحلل ATP ، أي Ado ، أيضًا. على سبيل المثال ، KCs البشرة المحفزة بشكل مزمن لها نمط تعبير متغير لأنواع مختلفة من مستقبلات Ado (AdoR) ، مع التمثيل A المؤيد للتكاثر إلى حد ما2مستقبل ينظم ويقلل من التعبير المثبط أ2مستقبلات ب (31). أدت هذه الملاحظات وغيرها إلى التحقيقات التي تستخدم التطبيق الموضعي لمنبهات AdoR لعلاج الصدفية. في الواقع ، مشاركة AdoR A3 يؤدي إلى انخفاض إنتاج IL-17 و IL-23 في KCs لمرضى الصدفية ، مما يؤدي إلى تحسين المرض (32 ، 33). لذلك ، تُستخدم حاليًا العديد من الأدوية التي تعمل كمحفز لأنواع مختلفة من AdoR في التجارب السريرية للجلد والأمراض الالتهابية الأخرى (34 ، 35). ولكن ليس فقط في الأمراض الالتهابية يلعب ATP دورًا ، بل إنه مهم أيضًا لتحريض الالتهاب الحاد في الجلد. ويبر وآخرون. أظهرت أن الجلد DCs دون أن تعمل P2X7 المستقبلات غير قادرة على تحسس استجابات الخلايا التائية ، مما يشير إلى دور لإطلاق ATP الموجه كوسيط للتفاعلات المناعية الفطرية (16). في الوقت نفسه ، أصبح من الواضح أن الهابتينز تعمل فقط كمحفز لتفاعلات فرط الحساسية عندما تحفز إطلاق ATP. لذلك ، تم إجراء محاولات تجريبية للتنبؤ بإمكانية & # x0201Callergic المحتملة & # x0201D للمواد الكيميائية من خلال قدرتها على تحفيز إطلاق ATP في ثقافات KC (36).

ATP كركيزة لإنتاج الأدينوزين

منتج التحلل الرئيسي لـ ATP هو Ado ، والذي يمكن أن يتولد داخل الخلايا وكذلك خارج الخلية. Ado مشتق من نزع الفسفرة لـ ATP ، محفزًا بواسطة إنزيمات مختلفة: ectonucleoside diphosphohydrolase 1 (CD39) و ecto-5 & # x00027-nucleotidase (CD73) (37 ، 38). يعمل كلا الإنزيمين بالتتابع في تحطيم ATP خارج الخلية إلى الأدينوزين. في الخطوة الأولى ، يحول CD39 ATP إلى أدينوزين ثنائي فوسفات وأدينوسين أحادي فوسفات. في الخطوة الثانية ، يقطع عمل CD73 مجموعة الفوسفات المتبقية ، وينتج Ado (39). يمكن إطلاق Ado بواسطة ناقلات النيوكليوزيد من سيتوبلازم الخلايا (4) ، ومع ذلك ، يُعتقد أن التحلل خارج الخلية لـ ATP بواسطة CD39 و CD73 يوفر المسار الرئيسي لتنظيم تركيزات Ado خارج الخلية. يتم تحللها عن طريق أدينوزين ديميناز (ADA) ، الموجود في داخل وخارج الخلية (40 ، 41). يمكن أن يرتبط ADA خارج الخلية بـ CD26 (42). وهكذا ، على غرار ATP و ADP ، يمكن أن يتحلل Ado إلى إينوزين بواسطة الإنزيمات المرتبطة بغشاء الخلية. باختصار ، التدمير المنظم لـ ATP خارج الخلية إلى Ado عن طريق الهضم الأنزيمي يوفر للخلايا إمكانية تشكيل بيئة الأنسجة من مؤيد للالتهابات (تركيزات عالية من ATP الحر) إلى أجواء مثبطة للمناعة (مستويات مرتفعة من Ado) (43). نظرًا لأن DCs تعبر عن CD39 و / أو CD73 بالإضافة إلى AdoR ، فإنها تشارك بنشاط في الاستجابات المناعية المتأثرة بـ Ado (الشكل 1).

تنظيم Ado خارج الخلية وتركيزات ATP

في ضوء الوظائف المتعارضة لجزيئي الإشارة القابل للتحويل المتبادل ATP (المنشط) و Ado (الكابت) على التفاعلات المناعية ، فإن توزيعها الزماني / المكاني في الأنسجة أو على طول أغشية البلازما للخلايا له أهمية. من المفترض أن تدمج الخلايا مسارات إشارات التنشيط (ATP) والقمعية (Ado) مما يؤدي إلى & # x0201Cfinal & # x0201D النتيجة. لذلك ، فإن نصف الحياة وكذلك سرعة الانتشار عبر الأنسجة هي عامل حاسم في تحديد تأثيرات إشارات ATP / Ado. أنسجة Real & # x0201Cin & # x0201D لتوزيع ATP خارج الخلية أو Ado ، على التوالي ، بالكاد متوفرة. ومع ذلك ، يمكن قياس محتويات سوائل الجسم أو زراعة الأعضاء. على سبيل المثال ، في البلازما الخاصة بالكلاب والبشر ، يكون Ado مستقرًا فقط لبضع ثوانٍ (44) ، مما يجعله جزيء & # x0201C قصير المدى & # x0201D. قد يكون هذا التدهور السريع مفيدًا لمنع التثبيط المناعي المعمم كما أنه يمنع Ado من الوصول إلى الجهاز العصبي المركزي ، حيث يعمل كناقل عصبي (45) وبالتالي قد تؤدي المستويات المرتفعة إلى اضطراب وظائف الأعصاب. علاوة على ذلك ، فإن نصف العمر القصير يجعل Ado أداة أكثر تحديدًا للاتصال الخلوي. لأن الخلايا التي تحتوي على CD73 على أسطحها فقط هي القادرة على إنتاج كميات كافية من Ado والتي تعمل بعد ذلك محليًا عن طريق إشراك AdoR للخلايا المجاورة. قد تكون هذه الآلية ذات أهمية خاصة لتحريض التسامح ، حيث أن إنتاج Ado بواسطة CD73 معربًا عن DC مطلوب أثناء عملية تحضير الخلايا التائية DC: T الحميمة من أجل جعل الخلايا التائية متسامحة (النتائج الخاصة غير المنشورة). أخيرًا ، لتنظيم تراكيز Ado فيما يتعلق بـ ATP ، ليس فقط نصف العمر مهمًا ، كما أن تنظيم التعبير عن Ado ينتج أنزيم CD73 يوفر وسيلة لضبط محتوى Ado خارج الخلية. أثناء التكييف المسبق الإقفاري ، يتم إحداث تعبير عن CD73 في غضون 30 دقيقة (46) ، مما يعزز بشكل كبير تركيز Ado خارج الخلية في الأنسجة وبالتالي التغلب على تدهور ADA.

بالنسبة لأجهزة الاستشعار الحيوية لـ ATP (47) ، يكون من الأفضل مراقبة محتوى ATP خارج الخلية في إعدادات ثقافة الخلية. يختلف نصف الحياة المبلغ عنه لـ ATP من 2 & # x0201320 دقيقة اعتمادًا على العضو والطرق المستخدمة (48 & # x0201351). وتجدر الإشارة إلى أن إجراءات ATP في الجهاز المناعي تكون سريعة إلى حد ما ، حيث تظهر العدلات اندفاعاً من إطلاق ATP لمدة 5 ثوانٍ فقط بعد تحفيزها باستخدام fMLP (52). ومع ذلك ، تم الحصول على هذه البيانات مرة أخرى في في المختبر أنظمة الاستزراع التي تختلف عن فى الموقع ولكن بعد كل هذه البيانات تعطي انطباعًا عن سرعة ونطاق إشارات ATP أو Ado. يوفر دليلًا على أن Ado قد لا يعمل & # x0201Ccytokine-like & # x0201D مع التوزيع عبر مجرى الدم وممارسة الإجراء (الإجراءات) في الأنسجة بعيدًا عن أصلها.


20 ATP: أدينوسين ثلاثي الفوسفات

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • اشرح دور ATP & # 8217s كعملة للطاقة الخلوية
  • صف كيف تطلق الطاقة من خلال التحلل المائي ATP

حتى التفاعلات الباهظة التي تطلق الطاقة تتطلب قدرًا صغيرًا من طاقة التنشيط من أجل المضي قدمًا. ومع ذلك ، ضع في اعتبارك التفاعلات العصبية ، التي تتطلب قدرًا أكبر من مدخلات الطاقة ، لأن منتجاتها تحتوي على طاقة حرة أكثر من المواد المتفاعلة. داخل الخلية ، من أين تأتي الطاقة لتشغيل مثل هذه التفاعلات؟ تكمن الإجابة في جزيء مزود للطاقة يسميه العلماء أدينوزين ثلاثي الفوسفات أو ATP. هذا جزيء صغير وبسيط نسبيًا ((الشكل)) ، ولكنه يحتوي في بعض روابطه على إمكانية اندفاع سريع للطاقة يمكن تسخيره لأداء عمل خلوي. فكر في هذا الجزيء على أنه عملة الطاقة الأولية للخلايا و # 8217 بنفس الطريقة التي يمثل بها المال العملة التي يتبادلها الناس مقابل الأشياء التي يحتاجون إليها. يدعم ATP غالبية التفاعلات الخلوية التي تتطلب طاقة.

كما يوحي اسمها ، يتكون أدينوسين ثلاثي الفوسفات من أدينوزين مرتبط بثلاث مجموعات فوسفات ((الشكل)). الأدينوزين هو نوكليوزيد يتكون من القاعدة النيتروجينية الأدينين وخمسة كربون سكر ، ريبوز. مجموعات الفوسفات الثلاث ، بالترتيب الأقرب إلى الأبعد عن سكر الريبوز ، هي ألفا وبيتا وجاما. تشكل هذه المجموعات الكيميائية معًا قوة طاقة. ومع ذلك ، لا توجد كل الروابط داخل هذا الجزيء في حالة طاقة عالية بشكل خاص. كلا الرابطين اللذين يربطان الفوسفات هما سندات عالية الطاقة متساوية (روابط فوسفوهيدريد) والتي ، عند كسرها ، تطلق طاقة كافية لتشغيل مجموعة متنوعة من التفاعلات والعمليات الخلوية. هذه الروابط عالية الطاقة هي الروابط بين مجموعتي الفوسفات الثانية والثالثة (أو بيتا وغاما) وبين مجموعتي الفوسفات الأولى والثانية. هذه الروابط "عالية الطاقة" لأن منتجات تكسير هذه الرابطة - ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) ومجموعة فوسفات غير عضوية واحدة (Pأنا) —لديها طاقة حرة أقل بكثير من المواد المتفاعلة: ATP وجزيء ماء. لأن هذا التفاعل يحدث باستخدام جزيء الماء ، فهو تفاعل تحلل مائي. بمعنى آخر ، يتحلل ATP إلى ADP في التفاعل التالي:

مثل معظم التفاعلات الكيميائية ، يمكن عكس التحلل المائي لـ ATP إلى ADP. التفاعل العكسي يجدد ATP من ADP + P.أنا. تعتمد الخلايا على تجديد ATP تمامًا كما يعتمد الناس على تجديد الأموال التي يتم إنفاقها من خلال نوع من الدخل. نظرًا لأن التحلل المائي لـ ATP يطلق الطاقة ، يجب أن يتطلب تجديد ATP مدخلات من الطاقة الحرة. تعبر هذه المعادلة عن تكوين ATP:

لا يزال هناك سؤالان بارزان فيما يتعلق باستخدام ATP كمصدر للطاقة. ما مقدار الطاقة الحرة التي يتم إطلاقها بالضبط مع التحلل المائي لـ ATP ، وكيف تعمل هذه الطاقة الحرة الخلوية؟ ∆G المحسوب للتحلل المائي من جزيء ATP واحد إلى ADP و P.أنا هو −7.3 كيلو كالوري / مول (−30.5 كيلوجول / مول). نظرًا لأن هذا الحساب صحيح في ظل الظروف القياسية ، يتوقع المرء وجود قيمة مختلفة في ظل الظروف الخلوية. في الواقع ، فإن ∆G لتحلل جزيء ATP واحد & # 8217 s في خلية حية هو تقريبًا ضعف القيمة في الظروف القياسية: –14 kcal / mol (−57 kJ / mol).

ATP هو جزيء غير مستقر للغاية. ما لم يتم استخدامه بسرعة لأداء العمل ، ينفصل ATP تلقائيًا إلى ADP + Pأنا، والطاقة الحرة المنبعثة خلال هذه العملية تُفقد كحرارة. يناقش السؤال الثاني الذي طرحناه أعلاه كيف يؤدي إطلاق طاقة التحلل المائي ATP العمل داخل الخلية. يعتمد هذا على إستراتيجية يسميها العلماء اقتران الطاقة. تقترن الخلايا بالتحلل المائي ATP & # 8217 التفاعل المطرد للطاقة مما يسمح لها بالمضي قدمًا. أحد الأمثلة على اقتران الطاقة باستخدام ATP يتضمن مضخة أيونات غشائية مهمة للغاية للوظيفة الخلوية. تعمل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم (مضخة Na + / K +) على إخراج الصوديوم من الخلية والبوتاسيوم إلى الخلية ((الشكل)). تعمل نسبة كبيرة من ATP في الخلية على تشغيل هذه المضخة ، لأن العمليات الخلوية تجلب كمية كبيرة من الصوديوم إلى الخلية والبوتاسيوم منها. تعمل المضخة باستمرار لتثبيت التركيزات الخلوية للصوديوم والبوتاسيوم. من أجل تشغيل المضخة لدورة واحدة (تصدير ثلاثة أيونات Na + واستيراد اثنين من أيونات K +) ، يجب أن يتحلل جزيء ATP بالماء. عندما يتحلل ATP ، لا يطفو فوسفات جاما ببساطة ، ولكنه ينتقل بالفعل إلى بروتين المضخة. يطلق العلماء على هذه العملية ارتباط مجموعة الفوسفات بجزيء الفسفرة. كما هو الحال مع معظم حالات التحلل المائي لـ ATP ، ينتقل الفوسفات من ATP إلى جزيء آخر. في حالة الفسفرة ، تحتوي مضخة Na + / K + على طاقة حرة أكبر ويتم تشغيلها للخضوع لتغيير توافقي. يسمح هذا التغيير بإصدار Na + إلى الخلية & # 8217s بالخارج. ثم يربط K + خارج الخلية ، مما يؤدي ، من خلال تغيير تكوين آخر ، إلى فصل الفوسفات عن المضخة. يؤدي إطلاق الفوسفات هذا إلى إطلاق K + للإفراج عن الخلية & # 8217s بالداخل. بشكل أساسي ، تتزاوج الطاقة المنبعثة من التحلل المائي لـ ATP مع الطاقة المطلوبة لتشغيل المضخة ونقل أيونات Na + و K +. يقوم ATP بعمل خلوي باستخدام هذا الشكل الأساسي من اقتران الطاقة من خلال الفسفرة.

يطلق جزيء ATP & # 8217 s التحلل المائي 7.3 كيلو كالوري / مول من الطاقة (∆G = −7.3 كيلو كالوري / مول من الطاقة). إذا كان الأمر يتطلب 2.1 كيلو كالوري / مول من الطاقة لتحريك Na + واحد عبر الغشاء (∆G = +2.1 كيلو كالوري / مول من الطاقة) ، فكم عدد أيونات الصوديوم التي يمكن أن يتحركها جزيء ATP واحد & # 8217 s التحلل المائي؟

في كثير من الأحيان أثناء تفاعلات التمثيل الغذائي الخلوي ، مثل تخليق المغذيات وانهيارها ، يجب أن تتغير جزيئات معينة قليلاً في تكوينها لتصبح ركائز للخطوة التالية في سلسلة التفاعل. أحد الأمثلة على ذلك هو خلال الخطوات الأولى للتنفس الخلوي ، عندما ينهار جزيء السكر الجلوكوز في عملية تحلل السكر. في الخطوة الأولى ، يلزم ATP لتفسفر الجلوكوز ، مما ينتج عنه طاقة عالية ولكن وسيط غير مستقر. يؤدي تفاعل الفسفرة هذا إلى إحداث تغيير في التركيب يسمح لجزيء الجلوكوز المُفسفر بالتحول إلى سكر الفركتوز المُفسفر. الفركتوز هو وسيط ضروري لتحلل السكر للمضي قدمًا. هنا ، يتزاوج التحلل المائي لـ ATP & # 8217 تفاعل طارد للطاقة مع تفاعل endergonic لتحويل الجلوكوز إلى وسيط فسفرة في المسار. مرة أخرى ، تم استخدام الطاقة المنبعثة عن طريق كسر رابطة الفوسفات داخل ATP لفسفرة جزيء آخر ، مما أدى إلى إنشاء وسيط غير مستقر وإحداث تغيير مهم في تكوينه.

شاهد الرسوم المتحركة التفاعلية لعملية تحلل الجلوكوز المنتجة لـ ATP في هذا الموقع.

ملخص القسم

ATP هو الجزيء الأساسي الذي يمد الخلايا الحية بالطاقة. يتكون ATP من نوكليوتيد وخمس كربون سكر وثلاث مجموعات فوسفاتية. الروابط التي تربط الفوسفات (روابط الفوسفونهيدريد) تحتوي على نسبة عالية من الطاقة. الطاقة المنبعثة من التحلل المائي ATP إلى ADP + P.أنا يؤدي العمل الخلوي. تستخدم الخلايا ATP لأداء العمل عن طريق اقتران التحلل المائي لـ ATP & # 8217 تفاعل طارد للطاقة مع تفاعلات endergonic. يتبرع ATP بمجموعته الفوسفاتية لجزيء آخر عن طريق الفسفرة. يكون الجزيء المُفسفر في حالة طاقة أعلى وأقل استقرارًا من شكله غير المُفسفر ، وهذه الطاقة المضافة من الفوسفات تسمح للجزيء بالخضوع لتفاعله الداخلي.

اتصالات فنية

(الشكل) يطلق التحلل المائي لجزيء ATP 7.3 كيلو كالوري / مول من الطاقة (∆G = −7.3 كيلو كالوري / مول من الطاقة). إذا كان الأمر يتطلب 2.1 كيلو كالوري / مول من الطاقة لتحريك Na + واحد عبر الغشاء (∆G = +2.1 كيلو كالوري / مول من الطاقة) ، فكم عدد أيونات الصوديوم التي يمكن تحريكها بواسطة التحلل المائي لجزيء ATP واحد؟

(الشكل) يمكن تحريك ثلاثة أيونات الصوديوم بواسطة التحلل المائي لجزيء ATP واحد. يجب أن تكون ∆G للتفاعل المقترن سالبة. تستغرق حركة ثلاثة أيونات الصوديوم عبر الغشاء 6.3 كيلو كالوري من الطاقة (2.1 كيلو كالوري × 3 Na + أيونات = 6.3 كيلو كالوري). يوفر التحلل المائي لـ ATP 7.3 كيلو كالوري من الطاقة ، وهي أكثر من كافية لتشغيل هذا التفاعل. ومع ذلك ، فإن حركة أربعة أيونات الصوديوم عبر الغشاء تتطلب 8.4 كيلو كالوري من الطاقة ، ويمكن أن يوفرها أكثر من جزيء ATP.

راجع الأسئلة

الطاقة المنبعثة من التحلل المائي لـ ATP هي _____

  1. مخزنة في المقام الأول بين الفوسفات ألفا وبيتا
  2. يساوي −57 كيلو كالوري / مول
  3. يتم تسخيرها كطاقة حرارية بواسطة الخلية لأداء العمل
  4. توفير الطاقة للتفاعلات المزدوجة

أيٌّ من الجزيئات التالية يحتمل أن يحتوي على أكبر قدر من الطاقة الكامنة؟

إستجابة مجانية

هل تعتقد أن حرف E.أ إذا كان التحلل المائي ATP منخفضًا أو مرتفعًا نسبيًا؟ اشرح أسبابك.

طاقة التنشيط للتحلل المائي منخفضة للغاية. لا يعتبر التحلل المائي لـ ATP عملية طاردة للطاقة ذات G كبير فحسب ، ولكن ATP هو أيضًا جزيء غير مستقر للغاية يتحلل بسرعة إلى ADP + Pأنا إذا لم يتم استخدامها بسرعة. هذا يشير إلى قيمة منخفضة للغايةأ لأنه يتحلل بسرعة كبيرة.

قائمة المصطلحات


الانتماءات

كلية الطب ، كلية الصحة ، جامعة ديكين ، جيلونج ، فيكتوريا ، أستراليا

أقسام الطب الباطني والتغذية وعلم وظائف الأعضاء التكاملي ومركز الشيخوخة ، نظام الرعاية الصحية بجامعة يوتا ، مدينة سالت ليك ، يوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية

بحوث أمراض الكلى ، فيرجينيا سالت ليك سيتي نظام الرعاية الصحية ، مدينة سالت ليك ، يوتا ، الولايات المتحدة الأمريكية

قسم أمراض الجهاز الهضمي / أمراض الكبد ، قسم الطب ومركز أبحاث الالتهابات ، قسم التخدير ، العناية المركزة وطب الألم ، مركز بيث إسرائيل ديكونيس الطبي ، كلية الطب بجامعة هارفارد ، بوسطن ، ماساتشوستس ، الولايات المتحدة الأمريكية


مفاهيم النوم الأساسية والعلم والحرمان وآلياته

تشكيل الأدينوزين والتمثيل الغذائي

يعمل الأدينوزين كحجر بناء للأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). عندما يتم استقلاب ATP لإنتاج الطاقة بسبب زيادة الطلب على الطاقة ، تزداد مستويات الأدينوزين. داخل الخلايا ، يتكون الأدينوزين من أدينوزين أحادي الفوسفات (AMP) بواسطة عصاري خلوي 5′-نوكليوتيداز. يتم استقلاب النيوكليوسيد إلى AMP بواسطة أدينوزين كيناز ، أو إلى إينوزين بواسطة أدينوزين ديميناز (ADA) ، أو س-ادينوسيل هوموسيستين (SAH) بواسطة س-ادينوسيل هوموسيستين هيدرولاز (SAHH). خارج الخلية ، يتم إنتاج الأدينوزين من خلال التحلل المائي بوساطة ecto-nucleotidase من نيوكليوتيدات الأدينين المنبعثة ، وخاصة ATP. هذه الإنزيمات تنفصل عن نيوكليوتيدات الأدينين إلى AMP ، والتي يتم تحللها بواسطة الخطوة الأنزيمية الطرفية بواسطة ecto-5′-nucleotidase إلى الأدينوزين. أشارت الرؤى الحديثة إلى أن الخلايا النجمية تساهم بشكل مهم في تعديل الأدينوزين بوساطة الانتقال العصبي. يتم نقل الأدينوزين عبر البلازما والأغشية داخل الخلايا بواسطة ناقلات متخصصة للنيوكليوزيدات.


4.4 ATP: أدينوسين ثلاثي الفوسفات

تتطلب جميع التفاعلات الكيميائية تقريبًا في الخلايا البشرية طاقة. داخل الخلية ، من أين تأتي الطاقة لتشغيل مثل هذه التفاعلات؟ الجواب يكمن في جزيء مزوّد بالطاقة يسميه العلماء أدينوسين ثلاثي الفوسفات ، أو ATP . هذا جزيء صغير وبسيط نسبيًا ( شكل 1 ) ، ولكن ضمن بعض روابطه ، يحتوي على إمكانية حدوث انفجار سريع للطاقة يمكن تسخيره لأداء العمل الخلوي. فكر في هذا الجزيء على أنه عملة الطاقة الأولية للخلايا و # 8217 بنفس الطريقة التي يمثل بها المال العملة التي يتبادلها الناس مقابل الأشياء التي يحتاجون إليها. يدعم ATP غالبية التفاعلات الخلوية التي تتطلب طاقة.

شكل 1. ATP هي عملة الخلية & # 8217s للطاقة الأولية. يحتوي على عمود فقري من الأدينوزين مع ثلاث مجموعات فوسفات مرفقة.

كما يوحي اسمها ، يتكون أدينوسين ثلاثي الفوسفات من أدينوسين مرتبط بثلاث مجموعات فوسفات (شكل 1). الأدينوزين هو نوكليوزيد يتكون من القاعدة النيتروجينية الأدينين وخمسة كربون سكر ، ريبوز. مجموعات الفوسفات الثلاث ، بالترتيب الأقرب إلى الأبعد عن سكر الريبوز ، هي ألفا وبيتا وجاما. تشكل هذه المجموعات الكيميائية معًا قوة طاقة. ومع ذلك ، لا توجد كل الروابط داخل هذا الجزيء في حالة طاقة عالية بشكل خاص. كلا الروابط التي تربط الفوسفات هي روابط عالية الطاقة بشكل متساوٍ (روابط فسفوهيدريد) أنه عند كسره ، يطلق طاقة كافية لتشغيل مجموعة متنوعة من التفاعلات والعمليات الخلوية. هذه الروابط عالية الطاقة هي الروابط بين مجموعتي الفوسفات الثانية والثالثة (أو بيتا وغاما) وبين مجموعتي الفوسفات الأولى والثانية. هذه الروابط "عالية الطاقة" لأن منتجات تكسير هذه الرابطة - ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) ومجموعة فوسفات غير عضوية واحدة (Pأنا) —لديها طاقة حرة أقل بكثير من المواد المتفاعلة: ATP وجزيء ماء. لأن هذا التفاعل يحدث باستخدام جزيء الماء ، فهو تفاعل تحلل مائي. بمعنى آخر ، يتحلل ATP إلى ADP في التفاعل التالي:

ATP + H.2O → ADP + Pi + طاقة مجانية

مثل معظم التفاعلات الكيميائية ، يمكن عكس التحلل المائي لـ ATP إلى ADP. التفاعل العكسي يجدد ATP من ADP + P.أنا. تعتمد الخلايا على تجديد ATP تمامًا كما يعتمد الناس على تجديد الأموال التي يتم إنفاقها من خلال نوع من الدخل. نظرًا لأن التحلل المائي لـ ATP يطلق الطاقة ، يجب أن يتطلب تجديد ATP مدخلات من الطاقة الحرة. تعبر هذه المعادلة عن تكوين ATP:

ADP + Pi + طاقة مجانية → ATP + H2ا

ATP هو جزيء غير مستقر للغاية. ما لم يتم استخدامه بسرعة لأداء العمل ، ينفصل ATP تلقائيًا إلى ADP + P أنا ، والطاقة الحرة المنبعثة خلال هذه العملية تُفقد كحرارة. يمكن للخلايا تسخير الطاقة المنبعثة أثناء التحلل المائي لـ ATP باستخدام اقتران الطاقة ، حيث ترتبط عملية التحلل المائي لـ ATP بعمليات أخرى في الخلية. أحد الأمثلة على اقتران الطاقة باستخدام ATP يتضمن مضخة أيونات غشائية مهمة للغاية للوظيفة الخلوية. تعمل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم (مضخة Na + / K +) على إخراج الصوديوم من الخلية والبوتاسيوم إلى الخلية ( الشكل 2 ). تعمل نسبة كبيرة من ATP في الخلية على تشغيل هذه المضخة ، لأن العمليات الخلوية تجلب كمية كبيرة من الصوديوم إلى الخلية والبوتاسيوم منها. تعمل المضخة باستمرار لتثبيت التركيزات الخلوية للصوديوم والبوتاسيوم. من أجل تشغيل المضخة لدورة واحدة (تصدير ثلاثة أيونات Na + واستيراد اثنين من أيونات K +) ، يجب أن يتحلل جزيء ATP بالماء. عندما يتحلل ATP ، لا يطفو فوسفات جاما ببساطة ، ولكنه ينتقل بالفعل إلى بروتين المضخة. يطلق العلماء على هذه العملية ارتباط مجموعة الفوسفات بجزيء الفسفرة. كما هو الحال مع معظم حالات التحلل المائي لـ ATP ، ينتقل الفوسفات من ATP إلى جزيء آخر. في حالة الفسفرة ، تتمتع مضخة Na + / K + بمزيد من الطاقة الحرة ويتم تشغيلها للخضوع لتغيير توافقي (تغيير في شكل البروتين.) هذا التغيير يسمح لها بإطلاق Na + إلى الخلية & # 8217s في الخارج. ثم يربط K + خارج الخلية ، مما يؤدي ، من خلال تغيير تكوين آخر ، إلى فصل الفوسفات عن المضخة. يؤدي إطلاق الفوسفات هذا إلى إطلاق K + للإفراج عن الخلية & # 8217s بالداخل. بشكل أساسي ، تتزاوج الطاقة المنبعثة من التحلل المائي لـ ATP مع الطاقة المطلوبة لتشغيل المضخة ونقل أيونات Na + و K +. يقوم ATP بعمل خلوي باستخدام هذا الشكل الأساسي من اقتران الطاقة من خلال الفسفرة.

اتصال مرئي الشكل 2. تعد مضخة الصوديوم والبوتاسيوم مثالاً على اقتران الطاقة. تضخ الطاقة المشتقة من التحلل المائي ATP أيونات الصوديوم والبوتاسيوم عبر غشاء الخلية.

في كثير من الأحيان أثناء تفاعلات التمثيل الغذائي الخلوي ، مثل تخليق المغذيات وانهيارها ، يجب أن تتغير جزيئات معينة قليلاً في تكوينها لتصبح ركائز للخطوة التالية في سلسلة التفاعل. أحد الأمثلة على ذلك هو خلال الخطوات الأولى للتنفس الخلوي ، عندما ينهار جزيء السكر الجلوكوز في عملية تحلل السكر. في الخطوة الأولى ، يلزم ATP لتفسفر الجلوكوز ، مما ينتج عنه طاقة عالية ولكن وسيط غير مستقر. يؤدي تفاعل الفسفرة هذا إلى إحداث تغيير في التركيب يسمح لجزيء الجلوكوز المُفسفر بالتحول إلى سكر الفركتوز المُفسفر. الفركتوز هو وسيط ضروري لتحلل السكر للمضي قدمًا. هنا ، يتزاوج التحلل المائي لـ ATP & # 8217 تفاعل طارد للطاقة مع تفاعل endergonic لتحويل الجلوكوز إلى وسيط فسفرة في المسار. مرة أخرى ، تم استخدام الطاقة المنبعثة عن طريق كسر رابطة الفوسفات داخل ATP لفسفرة جزيء آخر ، مما أدى إلى إنشاء وسيط غير مستقر وإحداث تغيير مهم في تكوينه.


الفسفرة

عندما يتم تكسير ATP عن طريق إزالة مجموعة الفوسفات الطرفية ، يتم إطلاق الطاقة ويمكن استخدامها للقيام بعمل بواسطة الخلية. غالبًا ما يتم نقل الفوسفات المنطلق مباشرة إلى جزيء آخر ، مثل البروتين ، لتنشيطه. على سبيل المثال ، يوفر ATP الطاقة لتحريك بروتينات العضلات المقلصة أثناء العمل الميكانيكي لتقلص العضلات. تذكر عمل النقل النشط لمضخة الصوديوم والبوتاسيوم في أغشية الخلايا. تعمل الفسفرة بواسطة ATP على تغيير بنية البروتين المتكامل الذي يعمل كمضخة ، مما يغير تقاربه للصوديوم والبوتاسيوم. بهذه الطريقة ، تؤدي الخلية العمل ، باستخدام الطاقة من ATP لضخ الأيونات ضد تدرجاتها الكهروكيميائية.

في بعض الأحيان تؤدي فسفرة الإنزيم إلى تثبيطه. على سبيل المثال ، يمكن فسفرة مركب نازعة هيدروجين البيروفات بواسطة بيروفات ديهيدروجينيز كيناز (PDHK). يؤدي هذا التفاعل إلى تثبيط PDH وعدم قدرته على تحويل البيروفات إلى أسيتيل CoA.

الشكل ( PageIndex <1> ): فسفرة البروتين: في تفاعلات الفسفرة ، يرتبط فوسفات جاما من ATP بالبروتين.


زيادة تدفق ATP للمضيف وتحويله إلى الأدينوزين خارج الخلية أمر بالغ الأهمية للتأسيس الليشمانيا عدوى

البقاء داخل الخلايا الليشمانيا دونوفاني يتطلب إنتاجًا سريعًا من ATP المضيف لقوتها. ومع ذلك ، يشير الانخفاض التدريجي في ATP داخل الخلايا على الرغم من زيادة تحلل السكر إلى تدفق ATP أثناء الإصابة. وفقًا لذلك ، عند الإصابة ، نظهر هنا أن ATP يتم تصديره وأن المصدر الرئيسي هو pannexin-1 ، مما أدى إلى ارتفاع مستويات ATP خارج الخلية. يُظهر ATP خارج الخلية انخفاضًا تدريجيًا بعد الزيادة الأولية ، وكشف تحليل إنزيمات ATP المهينة لسطح الخلية عن تحريض ectonucleotidases CD39 و CD73. يؤدي تحلل الـ ATP بوساطة Ectonucleotidase إلى زيادة الأدينوزين خارج الخلية (eADO) ، كما يؤدي تثبيط CD39 و CD73 في الخلايا المصابة إلى تقليل تركيز الأدينوزين وبقاء الطفيليات ، مما يوثق أهمية الأدينوزين في العدوى. لم يؤثر تثبيط امتصاص الخلايا للأدينوزين على بقاء الطفيل ، مما يشير إلى أن eADO يمارس تأثيره من خلال الإشارات بوساطة المستقبلات. نظهر ذلك أيضًا الليشمانيا يحث على التعبير عن مستقبلات الأدينوزين أ2 أR و A2 بR ، وكلاهما مهم للاستجابات المضادة للالتهابات. أدى علاج الفئران المصابة BALB / c بمثبطات CD39 و CD73 إلى تقليل عبء الطفيليات وزيادة إنتاج السيتوكين المناسب للمضيف. بشكل جماعي ، تشير هذه الملاحظات إلى أن ATP الناجم عن العدوى يتم تصديره ، وبعد تحويله إلى أدينوزين ، ينتشر العدوى عبر إشارات بوساطة مستقبلات.

الكلمات الدالة: مستقبلات الأدينوزين ATP Ectonucleotidase Leishmania donovani Macrophage.

© 2020. تم النشر بواسطة The Company of Biologists Ltd.

بيان تضارب المصالح

تضارب المصالح - يعلن المؤلفون عدم وجود منافسة أو مصالح مالية.


شاهد الفيديو: تركيب ATP + آلية ضبط التنفس (شهر نوفمبر 2021).