Adenozīns difosfāts (ADP) ir mononukleotīds, kas satur purīna bāzes adenīnu, un tam ir galvenā loma visos vielmaiņas procesos. Kopā ar adenozīns trifosfātu (ATP), tas ir atbildīgs par enerģijas apriti organismā. Lielākā daļa ADP funkcijas traucējumu ir mitohondriju izcelsmes.
Kas ir adenozīna difosfāts?
Adenozīns difosfāts kā mononukleotīds sastāv no purīna bāzes adenīna, cukurs riboze, un divu daļu fosfāts ķēde. Tie divi fosfāts atlikumi ir saistīti ar anhidrīda saiti. Kad cits fosfāts tiek uzņemts atlikums, enerģijas patēriņa rezultātā veidojas adenozīna trifosfāts (ATP). ATP savukārt ir centrālais enerģijas krājums un enerģijas raidītājs organismā. Enerģiju patērējošos procesos tas arī atbrīvo trešo fosfāta atlikumu enerģijas izkliedes procesā, atkal veidojot zemākas enerģijas ADP. Tomēr, kad ADP izdala fosfāta atlikumu, veidojas adenozimonofosfāts (AMP). AMP ir mononukleotīds ribonukleīnskābe. Tomēr ADP var veidoties arī no AMP, uzņemot fosfāta atlikumus. Enerģija ir nepieciešama arī šai reakcijai. Jo vairāk fosfātu atlikumu satur mononukleotīds, jo vairāk enerģijas tajā ir. Fosfāta atlikumu negatīvais lādiņš blīvi iepakotā telpā izraisa atgrūšanas spēkus, kas jo īpaši destabilizē fosfātiem bagātāko molekulu (ATP). A magnijs jons var nedaudz stabilizēt molekulu, sadalot spriegumu. Tomēr vēl efektīvāku stabilizāciju panāk, pārveidojot ADP zem fosfāta atlikuma izdalīšanās. Tādējādi atbrīvotā enerģija tiek izmantota enerģētiskiem procesiem organismā.
Funkcija, efekti un lomas
Lai gan adenozīna difosfātu aizēno adenozīna trifosfāts (ATP), tam tomēr ir tikpat liela nozīme organismā. ATP sauc par dzīvības molekulu, jo tā ir visneaizvietojamākais enerģijas raidītājs visos bioloģiskajos procesos. Tomēr ATP darbību nevarēja izskaidrot bez ADP. Visas reakcijas ir atkarīgas no trešā fosfāta atlikuma enerģētiskās saistīšanās ar otro fosfāta atlikumu ATP. Fosfāta atlikumu izdalīšanās vienmēr notiek enerģiju patērējošos procesos un citu substrātu fosforilēšanas laikā. Šajā procesā ADP tiek veidots no ATP. Kad fosforilēšanas ceļā enerģētiski aktivētā substrāta molekula pārnes fosfāta atlikumus atpakaļ uz ADP, tiek veidota ar enerģiju bagātāka ATP. Tāpēc ATP / ADP sistēma faktiski būtu jāapsver kopumā. Ar šīs sistēmas darbību tiek sintezētas jaunas organiskās vielas, veikts osmotiskais darbs, vielas aktīvi tiek transportētas pa biomembrānām un muskuļu kontrakcijas laikā tiek izraisīta pat mehāniska kustība. Turklāt ADP ir sava loma daudzos fermentatīvos procesos. Piemēram, tas ir koenzīma A sastāvdaļa. Kā koenzīms A koenzīms atbalsta daudzus fermenti in enerģijas metabolisms. Piemēram, tā ir iesaistīta taukskābes. To veido ADP, vitamīns B5 un aminoskābe cisteīns. Koenzīms A tieši ietekmē tauku vielmaiņa un netieši ogļhidrātu un olbaltumvielu metabolismu. ADP arī spēlē lomu asinis. Piesaistoties noteiktiem receptoriem uz trombocīti, ADP stimulē paaugstinātu trombocītu agregāciju un tādējādi nodrošina ātrāku asiņošanas dzīšanas procesu brūces.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Adenozīna difosfāts ir atrodams visos organismos un visās šūnās, jo tam ir liela nozīme. Tā galvenā nozīme ir kopā ar ATP enerģijas pārneses procesos. ATP un līdz ar to arī ADP lielos daudzumos ir sastopams mitohondriji eikariotu, jo tur notiek elpošanas ķēdes procesi. In baktērijas, protams, tie ir atrodami citoplazmā. ADP sākotnēji ražo, pievienojot fosfāta atlikumu adenozīna monofosfātam (AMP). AMP ir RNS mononukleotīds. Biosintēzes sākuma punkts ir riboze-5-fosfāts, kas piesaista noteiktu grupu molekulārās grupas aminoskābes izmantojot dažādus starpposmus, līdz veidojas mononukleotīda inozitola monofosfāts (IMP). Izmantojot turpmākas reakcijas, papildus GMP beidzot tiek izveidots AMP. AMP var atgūt arī no nukleīnskābes pa glābšanas ceļu.
Slimības un traucējumi
Traucējumi ATP / ADP sistēmā rodas galvenokārt tā sauktajās mitohondriopātijās. Kā norāda nosaukums, tās ir mitohondriji.The mitohondriji ir šūnu organelli, kuros lielākā daļa enerģijas radošo procesu notiek caur elpošanas ķēdi. Šeit būvniecības bloki ogļhidrāti, tauki un proteīni tiek sadalīti enerģijas ražošanai. ATP un ADP šajos procesos ir galvenā nozīme. Ir konstatēts, ka mitohondriopātijās koncentrācija ATP ir mazāks. Cēloņi tam ir dažādi. Piemēram, ATP veidošanos no ADP var traucēt ģenētiski cēloņi. Kā visu iespējamo kopīga iezīme ģenētiskās slimības, tika atklāti īpaši enerģiski atkarīgo orgānu bojājumi. Tādējādi sirds, muskuļu sistēma, nieres vai nervu sistēmas tiek bieži skarti. Lielākā daļa slimību ir strauji progresējošas, un slimības process katram cilvēkam atšķiras. Iespējams, ka atšķirības rodas no atšķirīgā ietekmēto mitohondriju skaita. Var tikt iegūtas arī mitohondriopātijas. Īpaši tādas slimības kā diabēts cukura diabēts, aptaukošanās, ALS, Alcheimera slimība, Parkinsona slimība or vēzis ir saistīti arī ar mitohondriju funkcijas traucējumiem. Ķermeņa enerģijas piegāde ir traucēta, un tas savukārt vēl vairāk bojā ļoti enerģētiski atkarīgos orgānus. Tomēr ADP veic arī dažas svarīgas funkcijas ārpus enerģijas nodošanas procesiem. Piemēram, tā ietekme uz asinis sarecēšanas var arī vadīt līdz asins recekļiem nevēlamās vietās. Lai novērstu tromboze veidošanās, kā arī insultu, sirds uzbrukumi vai embolijas, asinis var mazināt vai ADP kavēt neaizsargātām personām. ADP inhibitori ietver narkotikas klopidogrels, tiklopidīns, vai prazugrels.
