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 | |
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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
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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。 |
三磷酸腺苷,亦稱作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸。
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。
喺細胞中ATP嘅摩爾濃度通常係1-10mM。 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。
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:
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:
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:
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。
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。
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。
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。
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