Определение и значение на ATP в метаболизма

Аденозин трифосфатът или АТФ често се нарича енергийна валута на клетката, тъй като тази молекула играе ключова роля в метаболизма, особено в трансфера на енергия в клетките. Молекулата действа, за да свърже енергията на ексергонични и ендергонични процеси, като енергийно неблагоприятните химични реакции могат да протичат.

Аденозин трифосфатът се използва за транспортиране на химическа енергия в много важни процеси, включително:

• аеробно дишане (гликолиза и цикъл на лимонена киселина)
• ферментация
• клетъчно деление
• photophosphorylation
• подвижност (например, скъсяване на кръстосани мостове на миозин и актинови нишки, както и цитоскелет конструкция)
• екзоцитоза и ендоцитоза
• фотосинтеза
• синтез на протеин

В допълнение към метаболитните функции, ATP участва в преобразуването на сигнала. Смята се, че е невротрансмитерът, отговорен за усещането за вкус. Човешкият централен и периферна нервна системапо-специално разчита на ATP сигнализация. АТФ се добавя и към нуклеиновите киселини по време на транскрипцията.

ATP непрекъснато се рециклира, а не се изразходва. Преобразува се обратно в молекули-предшественици, така че може да се използва отново и отново. При хора например количеството на АТФ, рециклирано дневно, е приблизително същото като телесното тегло, въпреки че средният човек има само около 250 грама АТФ. Друг начин да се погледне е, че една молекула АТФ се рециклира 500-700 пъти всеки ден. Във всеки момент количеството ATP плюс ADP е доста постоянно. Това е важно, тъй като ATP не е молекула, която може да се съхранява за по-късна употреба.

АТФ може да се произвежда от прости и сложни захари, както и от липиди чрез редокс-реакции. За да се случи това, въглехидратите първо трябва да бъдат разградени до прости захари, докато липидите трябва да бъдат разградени мастни киселини и глицерол. Производството на ATP обаче е силно регулирано. Производството му се контролира чрез концентрация на субстрата, механизми за обратна връзка и алостерична пречка.

Както е посочено от молекулярното наименование, аденозин трифосфатът се състои от три фосфатни групи (три-префикс преди фосфат), свързани с аденозин. Аденозинът се прави чрез прикрепване на 9 ' азотен атом на пуриновата основа аденин към 1 'въглерод от рибозата на пентаза захар. Фосфатните групи са свързани и свързват кислород от фосфат към 5 'въглерод на рибозата. Започвайки с групата, най-близка до захарта на рибозата, фосфатните групи се наричат ​​алфа (α), бета (β) и гама (γ). Премахването на фосфатна група води до аденозин дифосфат (ADP) и премахването на две групи произвежда аденозин монофосфат (AMP).

Ключът към производството на енергия се крие в фосфатни групи. Разрушаването на фосфатната връзка е ан екзотермична реакция. И така, когато ATP губи една или две фосфатни групи, се отделя енергия. Освобождава се повече енергия при разрушаване на първата фосфатна връзка от втората.

ATP + H₂O → ADP + Pi + Енергия (Δ G = -30.5 kJ.mol^-1)
ATP + H₂O → AMP + PPi + енергия (Δ G = -45.6 kJ.mol^-1)

Енергията, която се отделя, е свързана с ендотермична (термодинамично неблагоприятна) реакция, за да се даде енергия за активиране необходими за продължаване.

ATP е открит през 1929 г. от два независими групи изследователи: Карл Ломан и също Сайръс Фиске / Йеллапрагадада Субароу. Александър Тод за първи път синтезира молекулата през 1948 година.

Какво е ATP Важна молекула в метаболизма?

По същество има две причини, поради които ATP е толкова важен:

1. Това е единственият химикал в тялото, който може да бъде използван директно като енергия.
2. Други форми на химическа енергия трябва да бъдат превърнати в АТФ, преди да могат да бъдат използвани.

Друг важен момент е, че ATP е рециклируем. Ако молекулата се използва след всяка реакция, тя не би била практична за метаболизма.

• Искате да впечатлите приятелите си? Научете името IUPAC за аденозин трифосфат. Това е [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-аминопурин-9-ил) -3,4-дихидроксиоксолан- 2-ил] метил (хидроксифосфонооксифосфорил) хидрогенфосфат.
• Докато повечето студенти изучават АТФ, тъй като той е свързан с метаболизма на животните, молекулата също е ключова форма на химична енергия в растенията.
• Плътността на чистия ATP е сравнима с тази на водата. Това е 1,04 грама на кубичен сантиметър.
• Точката на топене от чист ATP е (187 ° C) 368.6 ° F.