当前位置:文档之家› 三磷酸腺苷(ATP)

三磷酸腺苷(ATP)

三磷酸腺苷(ATP)
在生物化学中,三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate, [ə'denəsiːn][traɪ'fɒsfeɪt]ATP)是一种核苷酸,作为细胞内能量传递的“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。

三磷酸腺苷,也称作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸。

目录
1 化学性质
∙ 2 生物合成
o 2.1 糖酵解途径
o 2.2 三羧酸循环途径
o 2.3 β-氧化
o 2.4 无氧分解
∙ 3 生物作用
o 3.1 细胞通讯
∙ 4 ATP循环
∙ 5 其它三磷酸苷
o 5.1 ADP与GTP的反应
6 注释
化学性质
ATP由腺苷和三个磷酸基所组成,化学式C10H16N5O13P3,结构简式C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H,分子量507.184。

三个磷酸基团从腺苷开始被编为α、β和γ磷酸基。

ATP的化学名称为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。

生物合成
在细胞中ATP的摩尔浓度通常是1-10mM。

[1] ATP可通过多种细胞途径产生。

最典型的如在线粒体中通过氧化磷酸化由三磷酸腺苷合酶合成,或者在植物的叶绿体中通过光合作用合成。

ATP合成的主要能源为葡萄糖和脂肪酸。

每分子葡萄糖先在细胞质基质中产生2分子丙酮酸同时产生2分子ATP,最终在线粒体中通过三羧酸循环(或称柠檬酸循环)产生最多36分子ATP。

糖酵解途径
主条目:糖酵解
在糖酵解途径(Glycolytic Pathway)中,一个葡萄糖分子被分解为两个ATP分子,反应式为:
C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 H3PO4→2 NADH + 2 C3H4O3 + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+
三羧酸循环途径
主条目:三羧酸循环和氧化磷酸化
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(柠檬酸循环)全部反映的总和可表示为:
Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + P i + 2 H2O →CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2
β-氧化
主条目:β-氧化
脂肪酸也可以由β-氧化分解为乙酰辅酶A。

每个β-氧化的循环为乙酸长链脱去两个碳原子并制造各一个
NADH和FADH2分子,可以用于氧化磷酸化分解产生
ATP。

无氧分解
主条目:发酵
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O2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:
C 6H12O6 2CH3CH(OH)COOH + 2 ATP
生物作用
细胞通讯
ATP循环
人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔。

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。

这意味
着人一天将要分解掉相当于他体重的ATP。

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。

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与GTP的反应
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。

相关主题