The Nature of Energetic Coupling in Biological Syntheses.

Kalckar, Herman Μ.

doi:10.1021/cr60089a002

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“…I was startled at this seeming impertinence and then resolved to determine, if possible, whether Bergmann or Lipmann and Kalckar were right, once the war was over. The latter had each independently written a prophetic review in 1941, without data, with the suggestion that a new set of enzymes involving phosphorylated intermediates might be responsible for the endergonic synthesis of peptide bonds (8,9). They had nothing to do with each other but published in the same year.…”

Section: Early Yearsmentioning

confidence: 99%

From Protein Synthesis to Genetic Insertion

Zamecnik

2005

Annu. Rev. Biochem.

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■ Abstract In 1946, 14 C-cyanide made its appearance as an offshoot of the Atomic Energy Program. Our colleague Robert Loftfield built it into 14 C-alanine by the Strecker synthesis, and a lusty program directed toward uncovering the unknown mechanism of protein synthesis grew out of this beginning. The necessity for an undiscovered series of steps and enzymes was soon evident. A cell free system was developed, and a succession of components necessary for this new pathway tumbled out. ATP dependence, amino acid activation, the ribosome as the site of polypeptide formation, discovery of tRNA as the translation molecule linking the gene and protein sequence, and GTP as the essential energy ingredient in peptide chain extension all appeared from our laboratory within the next decade. A little later the AP 4 N family, whose functions remain imperfectly defined, of intracellular molecules was discovered. Isolation of specific species of RNA became a high priority, and we sequenced a small segment of the 3 end of the Rous sarcoma virus, just inside the poly(A) tail, at the same time the Gilbert group at Harvard was sequencing the 5 end. The sequence identity and polarity of the two ends suggested a circular intermediate in replication and predicted correctly that a synthetic antisense oligonucleotide targeted against this sequence might be a specific inhibitor of replication. More recently, we have evolved a technique that appears to achieve a trinucleotide insertion into tissue culture cells bearing a specific 508 mRNA triplet deletion, resulting in phenotypic reversion in the tissue culture.

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Section: Early Yearsmentioning

confidence: 99%

From Protein Synthesis to Genetic Insertion

Zamecnik

2005

Annu. Rev. Biochem.

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“…Nesta mesma época, Kalckar discutiu as ligações de alta energia como decorrentes da estabilização relativa, por ressonância, dos produtos da hidrólise dos compostos fosfatados em relação aos reagentes 27 . Assim, ADP e P i possuem mais estruturas de ressonância que o ATP, além do fato do ATP apresentar estruturas de ressonância de contribuição muito pequena, com átomos de oxigênio apresentando três ligações e carga positiva adjacente ao átomo de fósforo, também positivamente carregado (Esquema 1).…”

Section: Compostos Ricos Em Energiaunclassified

Compostos fosfatados ricos em energia

Machado¹,

Nome²

1999

Quím. Nova

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Recebido em 26/9/97; aceito em 20/10/98 ENERGY-RICH PHOSPHATE COMPOUNDS. The chemical and biological properties of energyrich phosphate compounds, e.g. ATP and acetyl phosphate, were revised. The role of water in the formation of this class of energy-rich compounds in biological systems is also discussed. Keywords: energy-rich compounds; ATP; acetyl phosphate. REVISÃO INTRODUÇÃOOs organismos vivos precisam de energia para que possam desempenhar uma série de funções ligadas à vida, tais como o crescimento, movimento e reprodução. Organismos classificados como autótrofos obtêm a energia de que necessitam do sol, através do processo de fotossíntese [1][2][3] , sintetizando desta forma os seus nutrientes. Os nutrientes, verdadeiros estoques de energia sob a forma de ligações químicas, são empregados por organismos heterótrofos, que não podem realizar o processo de fotossíntese, a fim de poderem manter seus processos biológi-cos. Os alimentos são oxidados por um conjunto de catalisadores específicos e de alta eficiência, as enzimas, que utilizam a energia liberada durante o processo oxidativo para sintetizar compostos organofosfatados, que são empregados pelas células em seus diferentes processos 4 . É esta a classe de compostos, dos quais o trifosfato de adenosina (ATP) é de longe o mais importante, que as células aproveitam quando precisam de energia para executar, por exemplo, a síntese de proteínas, o transporte ativo, os movimentos e a transmissão de impulsos nervosos 5 . Os ésteres derivados do ácido fosfórico são extremamente importantes por exercer um papel fundamental nos processos ligados à vida. É impossível imaginar-se uma rota metabólica sem a participação desta categoria de compostos. Os materiais genéticos DNA e RNA, por exemplo, são fosfodiésteres. Similarmente, a maior parte das coenzimas apresentam em sua estrutura grupos fosfato e pirofosfato. De extrema importância bioquímica, o ATP, o fosfo-enolpiruvato, a fosfocreatina e os resíduos acil-fosfatados são fosfatos que constituem as moedas de troca de energia nos processos vitais (Figura 1).As energias liberadas nas reações de hidrólise das ligações P-O são normalmente de pequena magnitude. Por exemplo, nas reações de hidrólise de glicose-6-fosfato, monofosfato de adenosina (AMP) e glicerol-α-fosfato, ocorre uma diminuição nos valores das energias livres padrões de aproximadamente -9 a -14 kJ mol -1 6 (Tabela 1). Entretanto, as reações de hidró-lise nas ligações P-O ou P-N do ATP, difosfato de adenosina (ADP), acetil-fosfato, fosfocreatina e fosfo-enolpiruvato apresentam altas energias livres padrões de hidrólise, variando entre -30 e -62 kJ mol -1 5,6 . Por sua alta instabilidade termodinâ-mica, esta pequena classe de compostos recebe a denominação de "compostos ricos em energia" e diz-se que as suas ligações P-O ou P-N são "ligações fosfatadas de alta energia" 7 . Cabe-nos neste momento repetir a pergunta formulada anteriormente por Westheimer 8 : "por que a Natureza escolheu os fosfatos?" De acordo com o mesmo autor, os fosfatos representam a mai...

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“…This organism would appear to be, according to modern biochemical thinking, a set of primitive energetically coupled reactions with adenosine phosphate compounds functioning chemically as energy mediators (Van Niel, 1940;Lipmann, 1941;Kalckar, 1941). Very likely the organism with this technique achieved an efficiency markedly greater than that of its neighbors and with this a significant potentiality for survival.…”

Section: How Did Life Originate'!mentioning

confidence: 99%

“…He further hypothesizes, "If the adenylic acid system introduced the purine ring pattern which latter became incorporated into nucleic acid structure, it seems reasonable to suppose that this pattern was perpetuated in association with nucleoproteins" (p. 169). Earlier, Kalckar (1941) suggested that the energy required for the formation of the peptide bond is furnished by the adenosine triphosphate to diphosphate reaction. Cohen and McGilvery (1946), and Borsook and Dubnoff (1947) demonstrated that the synthesis of p-amino hippuric acid from glycine and p-amino benzoic acid and of hippuric acid from glycine and benzoic acid, respectively, in the liver, are dependent on the presence of adenosine triphosphate.…”

Section: How Did Life Originate'!mentioning

confidence: 99%

The Organism and Its Origin

Madison

1953

Evolution

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The Nature of Energetic Coupling in Biological Syntheses.

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From Protein Synthesis to Genetic Insertion

From Protein Synthesis to Genetic Insertion

Compostos fosfatados ricos em energia

The Organism and Its Origin

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