La carga de energía de adenilato es un índice que se utiliza para medir el estado energético de las células biológicas .
ATP o Mg-ATP es la principal molécula de almacenamiento y transferencia de energía en la célula: se utiliza para vías biosintéticas, mantenimiento de gradientes transmembrana, movimiento, división celular, etc ... Más del 90% del ATP [1] es producido por fosforilación de ADP por la ATP sintasa . El ATP también puede ser producido por reacciones de " fosforilación a nivel de sustrato " (fosforilación de ADP por (1,3) -bisfosfoglicerato, fosfoenolpiruvato, fosfocreatina), por la succinato-CoA ligasa y fosfoenolpiruvato carboxilquinasa, y por adenilato quinasa , una enzima que mantiene la nucleótidos de adenina en equilibrio ().
La carga de energía está relacionada con las concentraciones de ATP , ADP y AMP . Fue definido por primera vez por Atkinson y Walton [2], quienes encontraron que era necesario tener en cuenta la concentración de los tres nucleótidos, en lugar de solo ATP y ADP, para tener en cuenta el estado energético en el metabolismo . Dado que la adenilato quinasa mantiene dos moléculas de ADP en equilibrio con un ATP (), Atkinson definió la carga de energía de adenilato como:
La carga de energía de la mayoría de las células varía entre 0,7 y 0,95 [1] ; las oscilaciones en este rango son bastante frecuentes. Daniel Atkinson demostró que cuando la carga de energía aumenta de 0,6 a 1,0, la citrato liasa y la fosforribosil pirofosfato sintetasa , dos enzimas que controlan las vías anabólicas (demandantes de ATP) se activan, [2] [3] mientras que la fosfofructoquinasa y la piruvato deshidrogenasa , dos las enzimas que controlan las vías anfibólicas (que suministran ATP, así como importantes intermedios biosintéticos) se inhiben [4] Concluyó que el control de estas vías ha evolucionado para mantener la carga de energía dentro de límites bastante estrechos, en otras palabras, que la carga de energía, como el pH de una celda, debe almacenarse en búfer en todo momento. Ahora sabemos que la mayoría, si no todas, las vías anabólicas y catabólicas están controladas, directa e indirectamente, por la carga de energía. [5] [6] [7] Además de la regulación directa de varias enzimas por los adenil nucleótidos, una proteína quinasa activada por AMP conocida como AMP-K fosforila y, por lo tanto, regula las enzimas clave cuando la carga de energía disminuye. Esto da como resultado que se apaguen las vías anabólicas mientras se activan las vías catabólicas cuando aumenta el AMP. [8] [9]
La vida depende de una carga de energía adecuada. Si la síntesis de ATP es momentáneamente insuficiente para mantener una carga de energía adecuada, el AMP puede convertirse por dos vías diferentes en hipoxantina y ribosa-5P, seguida de una oxidación irreversible de hipoxantina a ácido úrico. Esto ayuda a amortiguar la carga de energía del adenilato al disminuir la concentración total de {ATP + ADP + AMP}. [10]
Referencias
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