三磷酸腺苷

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
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
	InChI InChI=1/C10H16N5O13P3/c11-8-5-9(13-2-12-8)15(3-14-5)10-7(17)6(16)4(26-10)1-25-30(21,22)28-31(23,24)27-29(18,19)20/h2-4,6-7,10,16-17H,1H2,(H,21,22)(H,23,24)(H2,11,12,13)(H2,18,19,20)/t4-,6-,7-,10-/m1/s1;
InChIKey	ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUBG
ChEBI	15422
DrugBank	DB00171
KEGG	C00002
IUPHAR配體	1713
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。

喺生物化學中，三磷酸腺苷（粵讀：saam¹ leon⁴ syun¹ sin³ gam¹，英文：Adenosine triphosphate, ATP）係一種核苷酸，作為細胞內能量傳遞嘅“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

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

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由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同脂肪酸。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

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

喺線粒體中，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 + P_i + 2 H₂O → CoA-SH + 3 NADH + 3 H⁺ + FADH₂ + GTP + 2 CO₂

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

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

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

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

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同焦磷酸鹽，呢個反應喺水溶液中係高效嘅唔可逆反應。

ADP與GTP嘅反應

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_{5}O_{10}P_{2}+C_{10}H_{16}N_{5}O_{14}P_{3}\to C_{10}H_{16}N_{5}O_{13}P_{3}+C_{10}H_{15}N_{5}O_{11}P_{2}

ATP可能會被作為納米技術同灌溉嘅能源。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。

註

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

睇埋

出面網頁

ATP and biological energy（英文）

[1] Beis I.，同Newsholme E.A.，（1975）。

[2] ttp://atp.holisticphysio.com/

[1]

[2]