三磷酸腺苷

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三磷酸腺苷
IUPAC名
[(2''R'',3''S'',4''R'',5''R'')-5-(6-aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl(hydroxyphosphonooxyphosphoryl)hydrogen phosphate
5-(6-腺嘌呤-9-基)-3,4-二羥基-雙羥甲脲-2-基-甲氧基-羥基-磷醯基-氧基-羥基-磷醯基焦磷酸
識別
CAS號 56-65-5
PubChem 5957
ChemSpider 5742 Yes check.svgY
SMILES
O=P(O)(O)OP(=O)(O)OP(=O)(O)OC[C@H]3O[C@@H](n2cnc1c(ncnc12)N)[C@H](O)[C@@H]3O
InChIKey ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUBG
ChEBI 15422
DrugBank DB00171
KEGG C00002
性質
密度 1.04 g/cm3(二鈉鹽)
熔點 187 °C(二鈉鹽)分解
pKa 6.5
如果無講明,所有數據都係指25 °C,100 kPa嘅時候嘅情況。

生物化學中,三磷酸腺苷(粵讀:saam¹ leon⁴ syun¹ sin³ gam¹,英文:Adenosine triphosphate, ATP)係一種核苷酸,作為細胞能量傳遞嘅“分子通貨”,儲存同傳遞化學能。ATP喺核酸合成中亦具有重要作用。

三磷酸腺苷,亦稱作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸。

化學性質[編輯]

ATP由腺苷同三個磷酸基所組成,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同γ磷酸基。ATP嘅化學名稱爲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。

生物合成[編輯]

喺細胞中ATP嘅摩爾濃度通常係1-10mM。[1] ATP可通過多種細胞途徑產生。最典型嘅如喺線粒體中通過氧化磷酸化三磷酸腺苷合酶合成,或者喺植物嘅葉綠體中通過光合作用合成。ATP合成嘅主要能源爲葡萄糖脂肪酸。每分子葡萄糖先喺細胞質基質中產生2分子丙酮酸同時產生2分子ATP,最終喺線粒體中通過三羧酸循環(或稱檸檬酸循環)產生最多36分子ATP。

糖酵解途徑[編輯]

內文: 糖酵解

喺糖酵解途徑(Glycolytic Pathway)中,一個葡萄糖分子被分解為兩個ATP分子,反應式為:

C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 H3PO4 → 2 NADH + 2 C3H4O3 + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+

三羧酸循環途徑[編輯]

內文: 三羧酸循環氧化磷酸化

線粒體中,丙酮酸被氧化為乙醯輔酶A,經精確控制嘅“燃燒”會產生總和為兩個ATP分子嘅能量。 三羧酸循環(檸檬酸循環)冚唪唥反映嘅總和可表示為:

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O → CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2

β-氧化[編輯]

內文: β-氧化

脂肪酸亦可以由β-氧化分解為乙醯輔酶A。每個β-氧化嘅循環為乙酸長鏈脫去兩個碳原子並製造各一個NADH同FADH2分子,可以用於氧化磷酸化分解產生ATP。

無氧分解[編輯]

內文: 發酵

無氧分解或稱發酵係同糖酵解有啲相似嘅過程。呢個過程需要喺冇O2作為電子受體時產生能量。喺大部分真核生物體內,葡萄糖同時被作為能量儲存單位同電子供體。從葡萄糖分解為乳酸嘅方程式為:

C6H12O6\to 2CH3CH(OH)COOH + 2 ATP

ATP檢測[編輯]

其中一款商用嘅環境三磷酸腺苷測量儀器,ATP 冷光儀。依個型號就係英國國民醫療保健服務系統(NHS)拎嚟用嘅。

由於所有未死嘅生物(包括微生物)體內都含ATP,而且佢嘅含量幾乎都好穩定,所以喺環境中拎啲標本返嚟再量返嗰啲標本嘅ATP含量,就可以間接咁反映返環境中微生物嘅數量喇。喺餐飲業,食品製造及加工業(例如奶制品廠),醫療業等呢啲對微生物控制比較緊張嘅行業,ATP測量就提供咗一個非常便利嘅方案[2]

要量度ATP只需要幾分鐘就搞掂,相反,傳統嘅細菌培養測試話唔埋要成4日先做起,到時嗰啲受污染嘅產品已經流晒出市面喇。亦因為咁,ISO 22000食品安全管理系統嘅危害分析重要管制點(HACCP)都建議用呢隻即時知道嘅評估方法。

ATP循環[編輯]

人體中ATP嘅總量只有大約0.1摩爾。人體每日嘅能量需要水解100-150摩爾嘅ATP即相當於50至75千克。呢意味住人一天將要分解掉相當於佢體重嘅ATP。所以每個ATP分子每日要被重複利用1000-1500次。ATP唔能被儲存,因為ATP喺合成後必須於短時間內被消耗。

其它三磷酸苷[編輯]

活細胞中亦有其它嘅高能三磷酸鹽如三磷酸鳥苷。能量可以喺呢啲三磷酸鹽同ATP中由磷酸激酶催化反應之類嘅反應轉移:當磷酸鍵被水解嘅時候能量就會被釋放。呢種能量可以被多種酶、肌動蛋白同運輸蛋白用於細胞嘅活動。水解仲會生成自由嘅磷酸鹽同二磷酸腺苷二磷酸腺苷又可以被進一步水解為另一個磷酸離子同一磷酸腺苷。ATP亦可以被直接水解為一磷酸腺苷焦磷酸鹽,呢個反應喺水溶液中係高效嘅唔可逆反應

ADP與GTP嘅反應[編輯]

ADP + GTP \to ATP + GDP
二磷酸腺苷 + 三磷酸鳥苷 \to 三磷酸腺苷 + 二磷酸鳥苷
C_{10}H_{15}N_5O_{10}P_2 + C_{10}H_{16}N_5O_{14}P_3 \to C_{10}H_{16}N_5O_{13}P_3 + C_{10}H_{15}N_5O_{11}P_2

ATP可能會被作為納米技術灌溉嘅能源。人工心臟起搏器可能受益於呢種技術而唔再需要電池提供動力。

[編輯]

  1. Beis I.,同Newsholme E.A.,(1975)。
  2. http://atp.holisticphysio.com/

睇埋[編輯]

出面網頁[編輯]

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