三磷酸腺苷或ATP通常被称为细胞的能量货币,因为这种分子在新陈代谢中起着关键作用,特别是在细胞内的能量传递中。该分子的作用是将(火用)和(能)过程的能量耦合起来,使能量上不利的化学反应得以进行。
三磷酸腺苷用于在许多重要过程中传输化学能,包括:
除了代谢功能外,ATP还参与信号转导。它被认为是负责味觉的神经递质。尤其是人类的中枢和外周神经系统依赖于ATP信号。在转录过程中,ATP也被添加到核酸中。
ATP不断循环使用,而不是消耗。它被转化成前体分子,所以可以反复使用。例如,在人类中,每天回收的ATP量与体重大致相同,即使人类平均只有250克左右的ATP。从另一个角度来看,一个单一的ATP分子每天被回收500-700次。在任何时刻,ATP加ADP的量都是相当恒定的。这一点很重要,因为ATP不是一种可以储存起来供以后使用的分子。
ATP可由单糖和复合糖以及脂质通过氧化还原反应生成。要做到这一点,碳水化合物必须首先分解成单糖,而脂类必须分解转化为脂肪酸和甘油。然而,ATP的产生受到高度调控。它的产生是通过底物浓度、反馈机制和变构障碍来控制的。
如分子名称所示,三磷酸腺苷由三个与腺苷相连的磷酸基团(磷酸之前的三个前缀)组成。腺苷是通过将嘌呤碱基腺嘌呤的9'氮原子连接到戊糖核糖的1'碳来制备的。磷酸基团连接着从磷酸盐到核糖5'碳的氧和氧。从最接近核糖的基团开始,磷酸基团被命名为α(α)、β(β)和γ(γ)。去除一个磷酸基团产生二磷酸腺苷(ADP),去除两个磷酸基团产生一磷酸腺苷(AMP)。
能源生产的关键在于与磷酸基团。打破磷酸盐键是一种放热反应。因此,当ATP失去一个或两个磷酸基团时,能量被释放。打破第一个磷酸键释放的能量比第二个磷酸键释放的能量更多。
ATP+H2O→ ADP+Pi+能量(ΔG=-30.5 kJ.mol-1)ATP+H2O→ AMP+PPi+能量(ΔG=-45.6 kJ.mol-1)
释放的能量与吸热(热力学上不利的)反应耦合,以产生能量继续进行所需的活化能。
ATP是1929年由两组独立的研究人员发现的:卡尔·洛曼和赛勒斯·菲斯克/耶拉普拉加达·萨布罗。亚历山大·托德于1948年首次合成了这种分子。
经验公式 | C10H16N5O13P3 |
化学式 | C10H8N4O2NH2(OH2)(PO3H)3H |
分子量 | 507.18 g.mol-1 |
什么是ATP在新陈代谢中的重要分子?
ATP如此重要主要有两个原因:
另一个要点是ATP是可回收的。如果分子在每次反应后都被消耗殆尽,那么对于新陈代谢来说就不实用了。
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