三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate, ATP）＠療癒之路

2010-09-30 10:46:50| 人氣4,806| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate, ATP）

三磷酸腺苷


IUPAC名 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
縮寫	ATP
識別
CAS號	56-65-5
性質
化學式	C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃
摩爾質量	507.181 g·mol⁻¹
pK_a	6.5
若非註明，所有數據來自25 °C，100 kPa。

[編輯] 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。

[編輯] 生物合成

ATP的立體結構

在細胞中ATP的摩爾濃度通常是1-10mM。^[1] ATP可通過多種細胞途徑產生。最典型的如在線粒體中通過氧化磷酸化由ATP合成酶合成，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。每分子葡萄糖先在細胞質基質中產生2分子丙酮酸同時產生2分子ATP，最終在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。

[編輯] 糖酵解途徑

主條目：糖酵解

在糖酵解途徑（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⁺

[編輯] 三羧酸循環途徑

主條目：三羧酸循環和氧化磷酸化

在線粒體中，丙酮酸被氧化為乙醯輔酶A，經精確控制的「燃燒」會產生總和為兩個ATP分子的能量。三羧酸循環（檸檬酸循環）全部反映的總和可表示為：

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

[編輯] β-氧化

主條目：β-氧化

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

[編輯] 無氧分解

主條目：發酵

無氧分解或稱發酵是和糖酵解有些相似的過程。這個過程需要在沒有O₂作為電子受體時產生能量。在大部分真核生物體內，葡萄糖同時被作為能量儲存單位和電子供體。從葡萄糖分解為乳酸的方程式為：

C₆H₁₂O₆ $\to$ 2CH₃CH(OH)COOH + 2 ATP

[編輯] 生物作用

[編輯] 細胞通訊

[編輯] ATP循環

人體中ATP的總量只有大約0.1摩爾。人體每天的能量需要水解100-150摩爾的ATP即相當於50至75千克。這意味著人一天將要分解掉相當於他體重的ATP。所以每個ATP分子每天要被重複利用1000-1500次。ATP不能被儲存，因為ATP的合成後必須在短時間內被消耗。

[編輯] 其它三磷酸苷

活細胞中也有其他的高能三磷酸鹽如三磷酸鳥苷。能量可以在這些三磷酸鹽和ATP中由磷酸激酶催化反應之類的反應轉移：當磷酸鍵被水解的時候能量就會被釋放。這種能量可以被多種酶、肌動蛋白和運輸蛋白用於細胞的活動。水解還會生成自由的磷酸鹽和二磷酸腺苷。二磷酸腺苷又可以被進一步水解為另一個磷酸離子和一磷酸腺苷。ATP也可以被直接水解為一磷酸腺苷和焦磷酸鹽，這個反應在水溶液中是高效的不可逆反應。

[編輯] ADP與GTP的反應

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

$C_{10}H_{15}N_5O_{10}P_2 + C_{10}H_{16}N_5O_{14}P_3 \to C_{10}H_{16}N_5O_{13}P_3 + C_{10}H_{15}N_5O_{11}P_2$

ATP可能會被作為奈米技術和灌溉的能源。人工心臟起搏器可能收益於這種技術而不再需要電池提供動力。

[編輯] 注釋

^ Beis I.，和Newsholme E.A.，（1975）。

[編輯] 參見

[編輯] 外部連接

ATP and biological energy（英文）

檢 • 論 • 編 • 歷主要生物化學物質種類
肽 \| 胺基酸 \| 核酸 \| 糖類 \| 核苷糖 \| 脂類 \| 萜類 \| 類胡蘿蔔素 \| 四吡咯 \| 輔因子 \| 類固醇 \| 類黃酮 \| 生物鹼 \| 聚酮 \| 配糖類
Analogues of nucleic acids:	核酸類型	Analogues of nucleic acids:
鹼基：	嘌呤（腺嘌呤/鳥嘌呤） \| 嘧啶（尿嘧啶/胸腺嘧啶/胞嘧啶）
核苷：	腺苷/去氧腺苷 \| 鳥苷/去氧鳥苷 \| 尿苷 \| 胸苷 \| 胞苷/去氧胞苷
核苷酸：	AMP/UMP/TMP/GMP/CMP \| ADP/UDP/TDP/GDP/CDP \| ATP/UTP/TTP/GTP/CTP \| cAMP/cGMP/cADPR
去氧核苷酸：	dAMP/dTMP/dGMP/dCMP \| dADP/dTDP/dGDP/dCDP \| dATP/dTTP/dGTP/dCTP
核糖核酸：	RNA \| mRNA \| piRNA \| tRNA \| rRNA \| ncRNA \| gRNA \| shRNA \| siRNA \| snRNA \| miRNA \| snoRNA
去氧核糖核酸：	DNA \| mtDNA \| cDNA \| 質體 \| 黏質體 \| BAC \| YAC \| HAC
核酸相似物：	GNA \| PNA \| TNA \| LNA \| 嗎啉基（Morpholino）