Mixing
三磷酸腺苷
關於“ATP”的其他用法，請見“ATP”。| 三磷酸腺苷 (ATP) | |
|---|---|
 | |
 | |
 | |
IUPAC名 [[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] phosphono hydrogen phosphate[1] | |
| 识别 | |
CAS号 | 56-65-5  |
PubChem | 5957 |
ChemSpider | 5742 |
SMILES |
|
InChI |
|
InChIKey | ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUBG |
ChEBI | 15422 |
DrugBank | DB00171 |
KEGG | C00002 |
IUPHAR配体 | 1713 |
| 性质 | |
化学式 | C10H16N5O13P3 |
摩尔质量 | 507.18 g·mol−1 |
密度 | 1.04 g/cm3（二钠盐） |
熔点 | 187 °C（二钠盐）分解 |
pKa | 6.5 |
| 若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。 | |
三磷酸腺苷（英语：adenosine triphosphate, ATP；也称作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸）在生物化學中是一种核苷酸，作为細胞内能量传递的“分子通货”，储存和传递化学能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。它也是RNA序列中的鳥嘌呤二核苷酸，在DNA進行轉錄或複製時可做為替補。
目录
1 化學性質
2 生物合成
2.1 糖解途径
2.2 三羧檸檬酸循环途径(又名"檸檬酸循環")
2.3 β-氧化
2.4 无氧分解
3 ATP循环
4 ATP檢測
5 其它三磷酸苷
5.1 ADP與GTP的反應
6 參見
7 參考資料
8 外部链接
化學性質
ATP由腺苷和三個磷酸基所組成，化學式C10H16N5O13P3，結構簡式C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H，分子量507.184。三個磷酸基團從腺苷開始被編爲α、β和γ磷酸基。ATP的化學名稱爲5'-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基腺嘌呤，或者5'-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基-6-氨基嘌呤。
ATP在非缓冲水溶液中不稳定，会水解为ADP和磷酸。这是因为ATP分子中的P-O-P键比形成的磷酸键能小，且产生了产物间和水间的氢键释放能量，使得反应放热而自发进行。在ATP与ADP的水溶液的化学平衡中，ATP最终会几乎完全转化为ADP。在达到平衡以前，发生该水解反应整个系统吉布斯能变化量小于零，这意味着该体系可以对外界做非体积功。事实上，活细胞会通过呼吸作用维持ATP的浓度在ADP的五倍左右。在这种条件下，ATP水解提供的能量足以供其合成代谢所需。[2][3]
生物合成
在细胞中ATP的摩尔浓度通常是1-10mM。[4]
ATP可通過多種細胞途徑產生。最典型的如在粒線體中通過氧化磷酸化由三磷酸腺苷合酶合成，或者在植物的葉綠體中通過光合作用合成。ATP合成的主要能源爲葡萄糖和脂肪酸。每分子葡萄糖先在细胞质基质中產生2分子丙酮酸同時產生2分子ATP，最終在粒線體中通過三羧酸循環（或称柠檬酸循环）產生最多38分子ATP。脂肪酸氧化分解進入柠檬酸循环，长链脱除也可以用于氧化磷酸化分解产生ATP，一般為108個ATP。
糖解途径
在糖解途径（Glycolytic Pathway）中，一个葡萄糖分子被分解，反应过程中生成两个ATP分子，反应式为：
- C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 H3PO4 → 2 NADH + 2 C3H4O3 + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+
三羧檸檬酸循环途径(又名"檸檬酸循環")
三羧酸循環
在线粒体中，丙酮酸被氧化为乙酰辅酶A，经精确控制的“燃烧”会产生总和为两个ATP分子的能量。
三羧酸循环（檸檬酸循環）全部反映的总和可表示为：
- Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2
氣相，鎂-ATP，360度旋轉。
β-氧化
脂肪酸也可以由β-氧化分解为乙酰辅酶A，一樣進入柠檬酸循环產生能量。每个β-氧化的循环還为乙酸长链脱去两个碳原子并制造各一个NADH和FADH2分子，也可以用于氧化磷酸化分解产生ATP，因為脂肪酸氧化可以重複多次，能量產量更大。
无氧分解
无氧分解或称发酵是和糖酵解有些相似的过程。这个过程需要在没有氧氣作为电子受体时产生能量。在大部分真核生物体内，葡萄糖同时被作为能量储存单位和电子供体。从葡萄糖分解为乳酸的方程式为：
- C6H12O6→{displaystyle to }
2CH3CH(OH)COOH + 2 ATP
ATP循环
人体每天的能量需要水解100-150摩尔的ATP，即相当于50至75千克這麼多。这意味着人一天将要分解掉相当于他体重的ATP。但人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔（51公克左右），所以每个ATP分子每天要被重复利用1000-1500次。ATP不能被储存，因为ATP在合成后必须于短时间内被消耗。
ATP檢測
由於所有存活的生物（包括微生物）體內都含ATP，而其含量幾乎十分穩定，所以於環境中採集標本並計量ATP含量，可以間接反映環境中微生物的數量。這對於餐飲業，食品製造及加工業（如奶制品廠），醫療業等對微生物控制比較着緊的行業，ATP測量提供了一個十分便利方案。[5] ATP估量只要數分鐘就可完成，相反，傳統的細菌培養測試動輒要2至4天才完成，其時受污染產品已流出市面。ISO 22000食品安全管理系統的危害分析重要管制點 (HACCP)體系都建議使用這即時評估方法。
其它三磷酸苷
活细胞中也有其他的高能三磷酸盐如三磷酸鸟苷。能量可以在这些三磷酸盐和ATP中由磷酸激酶催化反应之类的反应转移：当磷酸键被水解的时候能量就会被释放。这种能量可以被多种酶、肌动蛋白和运输蛋白用于细胞的活动。水解还会生成自由的磷酸盐和二磷酸腺苷。二磷酸腺苷又可以被进一步水解为另一个磷酸离子和一磷酸腺苷。ATP也可以被直接水解为一磷酸腺苷和焦磷酸盐，这个反应在水溶液中是高效的不可逆反应。
ADP與GTP的反應
ADP + GTP → ATP + GDP
二磷酸腺苷 + 三磷酸鸟苷 → 三磷酸腺苷 + 二磷酸鸟苷
ATP可能会被作为纳米技术和灌溉的能源。人工心脏起搏器可能受益于这种技术而不再需要电池提供动力。
參見
二磷酸腺苷（ADP）
一磷酸腺苷（AMP）
环磷腺苷（cAMP）
三磷酸腺苷合酶 （ATP synthase）- 腺苷三磷酸酶
- 三磷酸腺苷水解
柠檬酸循环（也被称为克雷伯氏循环或克氏循环）- 磷酸原
- 硫酯
- ATP热化学
- ADP
參考資料
^ https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5957#section=Names-and-Identifiers/
^ Ferguson, S. J.; Nicholls, David; Ferguson, Stuart. Bioenergetics 3 3rd. San Diego: Academic. 2002. ISBN 0-12-518121-3.
^ 林海斌. 是断键释能？还是水解释能？——ATP的能量来源. 《化学教学》. 2009年1月: 74–76.
^ Beis I.，和Newsholme E.A.，（1975）。
^ http://atp.holisticphysio.com/
外部链接
 | 维基共享资源中相关的多媒体资源：三磷酸腺苷 |
ATP and biological energy（英文）
ATP bound to proteins in the PDB
- ScienceAid: Energy ATP and Exercise
- PubChem entry for Adenosine Triphosphate
- KEGG entry for Adenosine Triphosphate
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Comments
Post a Comment