אדנוזין דיפוספט: פונקציות ומחלות

אדנוזין דיפוספט (ADP) הוא מונו-גרעין המכיל את אדנין בסיס הפורין וממלא תפקיד מרכזי בכל התהליכים המטבוליים. ביחד עם אדנוזין טריפוספט (ATP), הוא אחראי על מחזור האנרגיה באורגניזם. רוב ההפרעות בתפקוד ADP מקורן במיטוכונדריה.

מהו אדנוזין דיפוספט?

אדנוזין דיפוספט, כמונונוקליאוטיד, מורכב מבסיס הפורין אדנין, סוכר ריבוז, ושני חלקים פוספט שַׁרשֶׁרֶת. השניים פוספט שאריות קשורות על ידי קשר אנהידריד. כאשר אחר פוספט שאריות נלקחות, אדנוזין טריפוספט (ATP) נוצר בצריכת אנרגיה. ATP הוא בתורו מאגר האנרגיה המרכזי ומשדר האנרגיה באורגניזם. בתהליכים הצורכים אנרגיה, הוא גם משחרר את שאריות הפוספט השלישי תחת פיזור אנרגיה, ויוצר שוב את ה- ADP בעל האנרגיה הנמוכה יותר. עם זאת, כאשר ADP משחרר שאריות פוספטים, נוצר אדנו-סימונופוספט (AMP). AMP הוא מונו-גרעין של חומצה ריבונוקלאית. עם זאת, ADP יכול להיווצר גם מ- AMP על ידי נטילת שאריות פוספט. אנרגיה נדרשת גם לתגובה זו. ככל שהמוני-נוקלאוטיד מכיל יותר שאריות פוספטים, כך יש לו יותר אנרגיה. המטען השלילי של שאריות הפוספטים בחלל צפוף גורם לכוחות דוחה, שמערערים את המולקולה העשירה ביותר בפוספט (ATP) במיוחד. א מגנזיום יון יכול לייצב את המולקולה במקצת על ידי חלוקת המתח. עם זאת, ייצוב יעיל עוד יותר מושג על ידי היפוך ADP תחת שחרור שאריות פוספט. האנרגיה המשתחררת משמשת בכך לתהליכים אנרגטיים בגוף.

פונקציה, אפקטים ותפקידים

למרות שדיפוספט אדנוזין מוצל על ידי אדנוזין טריפוספט (ATP), בכל זאת יש לו אותה חשיבות רבה לאורגניזם. ה- ATP נקרא מולקולת החיים מכיוון שהוא מעביר האנרגיה החיוני ביותר בכל התהליכים הביולוגיים. עם זאת, לא ניתן היה להסביר את פעולתו של ATP ללא ADP. כל התגובות תלויות בקשירה האנרגטית של שאריות הפוספט השלישי עם שאריות הפוספט השנייה ב- ATP. השחרור של שאריות הפוספט מתרחש תמיד בתהליכי צריכת אנרגיה וזרחן של מצעים אחרים. בתהליך זה, ADP נוצר מ- ATP. כאשר מולקולת מצע שהופעלה אנרגטית על ידי זרחון מעבירה את שאריות הפוספט שלה חזרה ל- ADP, נוצר ה- ATP העשיר יותר באנרגיה. לכן, מערכת ATP / ADP צריכה להיחשב למעשה בשלמותה. באמצעות פעולתה של מערכת זו מסונתזים חומרים אורגניים חדשים, מבוצעת עבודה אוסמוטית, חומרים מועברים באופן פעיל על פני ממברנות, ואף נגרמת תנועה מכנית במהלך כיווץ השרירים. יתר על כן, ADP ממלא תפקיד משלו בתהליכים אנזימטיים רבים. לדוגמא, זהו מרכיב של קואנזים A. כקואנזים, קואנזים A תומך ברבים אנזימים in מטבוליזם אנרגיה. לדוגמה, הוא מעורב בהפעלה של חומצות שומן. הוא מורכב מ- ADP, ויטמין B5 וחומצת האמינו ציסטאין. קואנזים A משפיע ישירות מטבוליזם של שומן ובעקיפין מטבוליזם של פחמימות וחלבונים. ADP ממלא תפקיד גם בקרישה של דם. על ידי חיבור לקולטנים מסוימים ב טסיות, ADP מגרה צבירת טסיות מוגברת ובכך מבטיח תהליך ריפוי מהיר יותר לדימום פצעים.

גיבוש, התרחשות, מאפיינים וערכים אופטימליים

אדנוזין דיפוספט נמצא בכל האורגניזמים ובכל התאים בשל חשיבותו הגבוהה. החשיבות העיקרית שלו היא יחד עם ATP לתהליכי העברת אנרגיה. ATP וכך גם ADP נמצאים בכמויות גדולות ב המיטוכונדריה של אוקריוטים מכיוון שתהליכי שרשרת הנשימה מתרחשים שם. ב בקטריה, כמובן, הם נמצאים בציטופלזמה. ADP מיוצר במקור על ידי תוספת של שאריות פוספט לאדנוזין מונופוספט (AMP). AMP הוא מונונוקלאוטיד של RNA. נקודת המוצא של הביוסינתזה היא ריבוז-5-פוספט, שמצמיד קבוצות מולקולריות של מסוימות חומצות אמינו באמצעות שלבי ביניים שונים עד ליצירת מונופוספוט מונונוקלאוטיד אינוזיטול (IMP). באמצעות תגובות נוספות, AMP נוצר לבסוף בנוסף ל- GMP. ניתן לשחזר גם AMP חומצות גרעין דרך מסלול ההצלה.

מחלות והפרעות

הפרעות במערכת ATP / ADP מתרחשות בעיקר במה שמכונה מיטוכונדריופתיה. כפי שהשם מרמז, אלה מחלות של המיטוכונדריההמיטוכונדריה הם אברונים של תאים שרובם של תהליכי ייצור האנרגיה מתרחשים דרך שרשרת הנשימה. הנה, אבני הבניין של פחמימות, שומנים ו חלבונים נשברים כדי לייצר אנרגיה. ATP ו- ADP הם בעלי חשיבות מרכזית בתהליכים אלה. נמצא כי במיטוכונדריופתיה ריכוז של ATP נמוך יותר. הסיבות לכך רבות. לדוגמא, היווצרות ATP מ- ADP יכולה להיות מופרעת מסיבות גנטיות. כתכונה משותפת של כל האפשריים מחלות גנטיותהתגלה הפגיעה המסוימת של איברים תלויי אנרגיה חזקים. לפיכך, ה לֵב, מערכת השרירים, הכליות או מערכת העצבים מושפעים לעיתים קרובות. מרבית המחלות מתקדמות במהירות, ותהליך המחלה משתנה מאדם לאדם. יתכן שההבדלים נובעים ממספר משתנים של המיטוכונדריה שנפגעו. ניתן לרכוש גם מיטוכונדריופתיה. במיוחד מחלות כאלה כמו סוכרת דיכאון, השמנה, ALS, אלצהיימר מחלה, מחלת פרקינסון or סרטן קשורים גם להפרעות בתפקוד המיטוכונדריה. אספקת האנרגיה של הגוף נפגעת, מה שמוביל בתורו לפגיעה נוספת באיברים תלויי אנרגיה. עם זאת, ADP גם ממלא כמה פונקציות חשובות מעבר לתהליכי העברת אנרגיה. לדוגמא, השפעתו על דם קרישת יכול גם עוֹפֶרֶת לקרישי דם במקומות לא רצויים. למנוע פקקת היווצרות כמו גם שבץ מוחי, לֵב התקפות או תסחיפים, דם יכול להיות מדולל או מעכב ADP אצל אנשים פגיעים. מעכבי ADP כוללים את תרופות קלופידוגרל, טיקלופידין, או שָׁחוּן.