Энергетический уровень взаимосвязи, уровень восстановительных эквивалентов

Важная роль в интеграции клеточного метаболизма принадлежит соединениям с высоким термодинамическим потенциалом переноса атома или атомных группировок. К ним, во-первых, относятся соединения, которые мы называем макроэргами (АТФ, ГТФ, креатинфосфат и др.), во-вторых, восстановленные формы коферментов НАД⁺, НАДФ⁺, тиоредоксин, адренодоксин и др.

Функционирование первой группы соединений связано с накоплением и переносом свободной энергии из цепей реакций, где она выделяется, в цепи реакций, где она используется. За счет этого переноса свободной энергии параллельно или последовательно идущие цепи реакций оказываются тесно связанными друг с другом. Речь идет о принципе энергетического сопряжения реакций или процессов, играющем важную роль в интеграции катаболических и анаболических процессов в клетке:

Соединения второй группы выступают в клетках в качестве переносчиков восстановительных эквивалентов, связывая в единое целое как последовательно, так и параллельно идущие метаболические процессы. Например, в ходе b-окисления атомы водорода переносятся с окисляемого субстрата на НАД⁺ или ФАД, а затем передаются в цепь дыхательных ферментов.

Восстановительные эквиваленты, накапливаемые в ходе катаболизма в клетке в виде восстановленных форм НАДФН + Н⁺ или других соединений, используются в восстановительных реакциях клеточного анаболизма, связывая, таким образом, катаболические и анаболические процессы в единую систему: