版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
為什么生物選擇使用ATP供能解釋這個問題單單拋出進(jìn)化論及ATP是能量通貨的定義以及高能磷酸鍵的概念是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。先上這五種三磷酸核苷的結(jié)構(gòu)式
ATP
GTPCTP
TTPUTP首先,最開始ATP和GTP的堿基是嘌呤,并且GTP在三羧酸循環(huán)里面(產(chǎn)生于琥珀酸生成的那一步)也可作為能量通貨形式儲存能量可與ATP進(jìn)行能量交換,所以很容易引出第一個問題雖然高中的時候做過化學(xué)競賽,但是后來入了生物坑,所以作為一名化學(xué)渣,我很自然的想到的是嘌呤與嘧啶的結(jié)構(gòu)對高能磷酸鍵放能的影響可能會有不同,但是我的能力最多能考慮到共軛的影響,可是這個結(jié)構(gòu)似乎并沒有什么共軛。場效應(yīng)?空間位阻?抱歉我只知道這么多了,所以我跪在了第一個腦洞上,求化學(xué)大神開腦洞。另外考慮到五種三磷酸核苷的高能磷酸鍵鍵能是一個有力的證據(jù),我只找到了ATP的是30.5kJ/mol?1ATPhydrolysis。不過,linkedin上的一個提問,上面提到這幾個高能磷酸鍵能量是相同的都是30.5kJ/mol?1,那這個想法似乎確實不能說明太多。羰基氧上負(fù)電荷致使酶反應(yīng)的要求提高了。(底物的局部電荷增加會導(dǎo)致與酶的親和度改變,因此酶的降低反應(yīng)活化能的這一催化性質(zhì)可因此改變,相同的酶濃度所催化的反應(yīng),可能需要更高的底物濃度,不同的PH,不同的最適溫度才能達(dá)到與之原來的反應(yīng)速率。)腺嘌呤的這個特殊性(即無羰基氧)令最開始的那個酶有了超過其他酶的高效性。這是關(guān)于其結(jié)構(gòu)與反應(yīng)的一部分原因。其次,關(guān)于嘧啶與嘌呤合成的問題。兩者的反應(yīng)物來源中,可知谷氨酰胺和天冬氨酸以及CO2的參與是必要的。而嘌呤從頭合成的反應(yīng)物多(但是不能否認(rèn)其實嘌呤多的兩類反應(yīng)物甘氨酸和甲酸鹽的含量其實是很豐富的),合成步驟長,耗能也略高,看起來似乎在最開始細(xì)胞誕生的時候,在分子的競爭上似乎是不利的(以上所說的其實更確切的說是更靠近化學(xué)反應(yīng),因為最開始細(xì)胞誕生的時候并沒有那么好的生化反應(yīng)條件,所以說甘氨酸和甲酸鹽濃度高到了改變化學(xué)平衡,以至于嘌呤合成甚至比嘧啶合成的要求更低也是有可能的。另外嘧啶合成中所需的中間產(chǎn)物的氨甲酰磷酸可能在那個條件下是相對不穩(wěn)定的)。有趣的是,在嘧啶的合成中,ATP是不可缺少的物質(zhì),而輔酶四氫葉酸中也是有腺嘌呤的。說到這里,隨便舉一些輔酶,煙酰腺嘌呤二核苷酸(NAD+),煙酰腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+),黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)以及CoA這些輔酶里面都包含腺嘌呤基團(tuán),再次證明了腺嘌呤的神級地位。不過,這些我現(xiàn)在能想到的依然不是非常convincing,歡迎補充。接下來的問題是為什么是ATP而不是GTP?這個問題就簡單起來了,GTP的水解速率低于ATP,這個多消耗的時間成本導(dǎo)致GTP參與的很多反應(yīng)將會比ATP參與的反應(yīng)慢許多。因此在能量形式的快速轉(zhuǎn)換中,ATP自然成為了所謂的能量通貨。而GTP由于其特性,參與了G蛋白的生物學(xué)作用以及微管運動等過程。另外一個有趣的觀點是在researchgate中的一個相同問題中MHZhou所給予的回答。鳥嘌呤在合成中由次黃嘌呤通過氧化反應(yīng)產(chǎn)生中間產(chǎn)物黃嘌呤進(jìn)而合成的,但是在最開始的生命誕生階段,氧氣濃度一定是有決定性的作用的,而那時氧氣濃度是低于0.1%的。因此,那時ATP(ATP的生成是一個還原反應(yīng))的濃度是遠(yuǎn)高于GTP的(在原始的過程中我們可以直接使用化學(xué)方程式,并用化學(xué)平衡的理論判斷)。ATP在獲得這個重要地位前是真正靠自己實力真刀真槍和其他NTP競爭才得到這個位置的。甚至我們可以猜測在幾十億年前,最原始的細(xì)胞嘗試過各種各樣的NTP,不過,選擇其他NTP的都因為不適合作為能量通貨的原因掛了,所以才有現(xiàn)在這個格局。然而ATP可能由于以下幾點贏得了這場勝利:1.嘌呤和嘧啶從頭合成中(就是從小分子逐步合成這樣的大分子),嘌呤可能由于反應(yīng)物甲酸鹽或者甘氨酸的濃度大,推動化學(xué)反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行的方式,超過了嘧啶的合成。2.腺嘌呤在嘧啶合成過程中直接扼住了嘧啶合成的咽喉(嘧啶合成需要四氫葉酸,合成所需的能量離不開CoA和NADH,NADPH等),嘧啶濃度也就會受腺嘌呤濃度所限制了。3.缺少羰基氧在分子進(jìn)化過程中產(chǎn)生了優(yōu)勢(并不太懂酶學(xué),這條其實有待考證)4.原始大氣氧氣濃度低導(dǎo)致的ATP相對于GTP的
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 配電網(wǎng)負(fù)荷動態(tài)平衡技術(shù)
- 保險行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型模板
- 職業(yè)導(dǎo)論-2018-2019年房地產(chǎn)經(jīng)紀(jì)人《職業(yè)導(dǎo)論》真題匯編
- 房地產(chǎn)交易制度政策-《房地產(chǎn)基本制度與政策》真題匯編4
- 要怎么寫問卷調(diào)查報告
- 人教版三年級數(shù)學(xué)下冊第三單元復(fù)式統(tǒng)計表綜合卷(含答案)
- 山西省朔州市部分學(xué)校2024-2025學(xué)年八年級上學(xué)期期末生物學(xué)試卷(含答案)
- 產(chǎn)權(quán)技術(shù)合同在跨國技術(shù)轉(zhuǎn)移中的法律風(fēng)險與防范
- 蘇州中考英語模擬試卷單選題及答案
- 二零二五版房屋遺產(chǎn)繼承分配與拆除重建工程融資合同3篇
- 制造業(yè)生產(chǎn)流程作業(yè)指導(dǎo)書
- DB34∕T 4444-2023 企業(yè)信息化系統(tǒng)上云評估服務(wù)規(guī)范
- 福建中閩能源股份有限公司招聘筆試題庫2024
- 2024年高中生物新教材同步必修第二冊學(xué)習(xí)筆記第5章 本章知識網(wǎng)絡(luò)
- 2024-2030年中國連續(xù)性腎臟替代治療(CRRT)行業(yè)市場發(fā)展趨勢與前景展望戰(zhàn)略分析報告
- 腦血管疾病三級預(yù)防
- HSK標(biāo)準(zhǔn)教程5上-課件-L1
- 人教版五年級下冊數(shù)學(xué)預(yù)習(xí)單、學(xué)習(xí)單、檢測單
- JC-T 746-2023 混凝土瓦標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
- 如何落實管業(yè)務(wù)必須管安全
- 四年級上冊三位數(shù)乘除兩位數(shù)計算題
評論
0/150
提交評論