Упрощение биохимии для простонародья

Существует бесчисленное количество публикаций на тему того, как АТФ поставляет энергию для ферментативных процессов. Мне стыдно цитировать "высоконаучные" публикации, рассчитанные на научных идиотов и полуидиотов. Я расскажу "на пальцах", как всё происходит в действительности.

Окись магния синтезируется в митохондриях эукариотов В цитозоле эта высокоактивная молекула существовать не может. Она быстро гидратируется с выделением энергии. АТФ присоединяет синтезированный в митохондриях MgO и этот аддукт передаётся ферменту только на его контактах с мембранами митохондрий. Аддукт АТФ/MgO отдаёт свою энергию за счёт присоединения воды, локализованной на активном центре фермента.

Активные центры ферментов содержат гидратную воду, которая им необходима для поддержания правильной формы белка и помощи в химических реакциях. Эта связанная вода удерживается с помощью слабых зарядов и водородных связей. Вода помогает сохранять рабочую форму белка и переносить атомы водорода или электроны, участвует в точном соединении фермента и рабочего вещества (субстрата). При удалении воды активность ферментов полностью прекращается или резко снижается, но сами они обычно не разрушаются. Вода необходима им как среда и химический участник для проведения реакций. Без молекул воды ферменты теряют подвижность. Они больше не могут связываться с субстратами и катализировать реакции. При правильном удалении воды (например, вакуумной лиофилизации) белковая структура фермента "замораживается" в стабильном состоянии. Если сухой фермент снова залить водой, он возвращает свою исходную форму и возобновляет работу.

Водная оболочка (гидратный слой) удерживает правильную трехмерную форму белка. Вода обеспечивает микроподвижность частей фермента, необходимую для захвата субстрата, доставляет исходные вещества к активному центру фермента и выводит продукты реакции. Всё это известно с незапамятных времён, с древной древности. Сушка продуктов (фруктов, молока) останавливает ферменты в нативном состоянии, предотвращая порчу и гниение без применения какой-либо химии. Лекарственные ферменты и антибиотики выпускают в виде сухих порошков (лиофилизатов) с целью долгого хранения. (В органических растворителях с минимальным содержанием воды ферменты могут совершать необычные реакции, которые невозможны в водной среде).

Таким образом, не нужно придумывать высоконаучный объяснения роли АТФ/MgO в энергетическом поддержании энзиматических процессов. Всё до смешного просто. На поверхности митохондрий комплекс АТФ/MgO взаимодействует с водой ферментов. Фермент получает необходимую энергию, а комплекс АТФ/MgO распадается на ион магния, фосфат и АДФ. По этой причине в оплодотворённой яйцеклетке человека число митохондрий достигает 200 тысяч. Такого порядка число ферментативных реакций анаболизма одновременно проходит в оплодотворённой яйцеклетке человека.