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郝改莲:略谈ATP与ADP相互转化反应的可逆性  

2015-06-22 20:04:06|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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所谓可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应。因此,要判断ATP和ADP相互转化的反应是否可逆就必须看这两个过程在同一系统状态中能否同时发生。那些由不同的酶催化、发生于不同场所的ATP的合成与分解过程,不具备可逆反应的要求,是不可逆的过程。但是,我们不能以此当作证据来说明细胞内所有的ATP合成与分解过程都是不可逆的,否则就会犯以偏盖全的错误。在同一系统状态中,ATP水解时释放的能量完全可能被ADP捕捉而重新用于ATP的合成,也就是说,从能量的贮存和转移上看,ATP的合成与分解过程作为一对可逆反应在细胞内存在完全是有可能的。

众所周知,生物体内发生的许多酶促反应都是可逆的。例如:

从上述酶促可逆反应的例子可以看出:

一、酶在催化反应时,其作用底物可以是某一反应物,也可以是某一个反应生成物,即同一种酶可以催化反应向正、逆两个方向进行。这种现象与酶的专一性理论并不矛盾。如例(1)中,延胡索酸水化酶的作用底物只能是延胡索酸和苹果酸,而对于其他化合物——即便是结构类似于这两个酸的化合物也不起作用,这说明该酶具有高度的专一性。因此,酶的专一性并不能说明酶促反应不具备可逆性。

二、在某些情况下,ATP与ADP相互转化反应是与其他生化反应相偶联在一起的,如例(2)和例(3)。由于这些反应是可逆的,那么与其相偶联的ATP的合成与分解反应也是应该是可逆的。这就是说ATP和ADP的相互转化反应可以在同一种酶的作用下可逆进行。

生物化学方面,许多关于ATP的研究成果也为ATP和ADP之间的可逆性转化提供了佐证:(1)人们从线粒体中分离出一种可溶性蛋白质,并且发现该物质不仅在能量贮存过程中起着重要作用(简称F因素),而且还是形成ATP不可缺少的一种酶的复合体。生化实验还证实:在有M存在时,F还可以把ATP缓慢水解为ADP和无机磷酸。所以说F既是ATP合成酶又是ATP水解酶。(2)通过对氧化磷酸化的研究,人们发现形成ATP的几个中间步骤(也称局部反应)具有可逆性。它们是:磷酸——ArI'P交换反应、磷酸——水交换反应、ADP~ArI'P交换反应等。上述科学事实可以说明:在线粒体内不仅存在着ATP的合成过程,同时也存在着合成ATP的逆反应——ATP的水解过程。

综上所述,ATP和ADP的相互转化过程作为一对可逆反应客观存在于细胞内,这一可逆过程对于维持细胞内ATP和ADP相对含量的稳定起着重要作用,从而有效地维系着生物能量的合理利用及各种生命活动的正常进行。尽管如此,ATP和ADP之间的相互转化多数情况下仍是以不可逆的方式存在于细胞中,譬如光合磷酸化或氧化磷酸化中的ATP的合成过程和与各种耗能过程相偶联在一起的ATP分解过程之间。因此,对于 ATP 和ADP 而言,在生物体内同时存在着可逆性转化和不可逆转化两种方式。

参考文献:
[1]孙智敏.ATP和ADP的相互转化的反应是可逆的吗7.生物学教学,1994,(5):46.
[2]沈同等.生物化学.(-F~-).438m439.高等教育出版社.

作者:郝改莲 马铁山 (濮阳师范学校河南濮阳457002)

濮阳教育学院学报第2期2000年6月

本文转载自菜叶《略谈ATP与ADP相互转化反应的可逆性》
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