Определение АТФ и значение в обмене веществ

Аденозинтрифосфат или АТФ часто называют энергетической валютой клетки, поскольку эта молекула играет ключевую роль в обмене веществ, особенно в передаче энергии внутри клеток. Молекула действует, чтобы соединить энергию эксергонный и эндергонический процессы, делающие энергетически неблагоприятные химические реакции способными протекать.

Аденозинтрифосфат используется для транспортировки химической энергии во многих важных процессах, включая:

• аэробное дыхание (гликолиз и цикл лимонной кислоты)
• ферментация
• клеточное деление
• фотофосфорилирование
• подвижность (например, укорочение поперечных мостиков нитей миозина и актина, а также конструкция цитоскелета)
• экзоцитоз и эндоцитоз
• фотосинтез
• синтез белка

Помимо метаболических функций, АТФ участвует в передаче сигнала. Считается, что он является нейромедиатором, ответственным за ощущение вкуса. Центральный человек и периферическая нервная системав частности, полагается на передачу сигналов ATP. АТФ также добавляется к нуклеиновым кислотам во время транскрипции.

АТФ постоянно перерабатывается, а не расходуется. Он превращается обратно в молекулы-предшественники, поэтому его можно использовать снова и снова. Например, у людей количество АТФ, перерабатываемых ежедневно, примерно равно массе тела, хотя средний человек имеет только около 250 г АТФ. Еще один способ взглянуть на это - одна молекула АТФ перерабатывается 500-700 раз в день. В любой момент времени количество АТФ плюс АДФ является довольно постоянным. Это важно, поскольку АТФ не является молекулой, которую можно хранить для дальнейшего использования.

АТФ может быть получен из простых и сложных сахаров, а также из липидов посредством окислительно-восстановительных реакций. Чтобы это произошло, углеводы сначала должны быть разбиты на простые сахара, а липиды - на жирные кислоты и глицерин. Однако производство АТФ строго регламентировано. Его производство контролируется с помощью концентрации субстрата, механизмов обратной связи и аллостерических помех.

Как видно из молекулярного названия, трифосфат аденозина состоит из трех фосфатных групп (три-префикс перед фосфатом), связанных с аденозином. Аденозин производится путем прикрепления 9 ' атом азота из пуринового основания аденина в 1 'углерод пентозы сахара рибозы. Фосфатные группы присоединяются, соединяя кислород и кислород от фосфата до 5 'углерода рибозы. Начиная с группы, ближайшей к рибозному сахару, фосфатные группы называются альфа (α), бета (β) и гамма (γ). Удаление фосфатной группы приводит к образованию аденозиндифосфата (ADP), а удаление двух групп приводит к образованию аденозинмонофосфата (AMP).

Ключ к производству энергии лежит в фосфатные группы. Разрыв фосфатной связи является экзотермическая реакция. Таким образом, когда АТФ теряет одну или две фосфатные группы, энергия высвобождается. Высвобождается больше энергии, разрушая первую фосфатную связь, чем вторую.

АТФ + Н₂O → ADP + Pi + Energy (ΔG = -30,5 кДж.моль^-1)
АТФ + Н₂O → AMP + PPi + Energy (ΔG = -45,6 кДж.моль^-1)

Высвобождаемая энергия связана с эндотермической (термодинамически неблагоприятной) реакцией, чтобы дать ей энергия активации необходимо продолжить.

АТФ был открыт в 1929 году двумя независимыми исследователями: Карлом Ломаном, а также Сайрусом Фиске / Йеллапрагада Суббару. Александр Тодд впервые синтезировал молекулу в 1948 году.

Что такое АТФ важная молекула в обмене веществ?

Есть две причины, по которым АТФ так важен:

1. Это единственный химический элемент в организме, который может быть непосредственно использован в качестве энергии.
2. Другие формы химической энергии должны быть преобразованы в АТФ, прежде чем они могут быть использованы.

Другим важным моментом является то, что АТФ подлежит вторичной переработке. Если бы молекула использовалась после каждой реакции, это было бы непрактично для метаболизма.

• Хотите произвести впечатление на своих друзей? Узнайте название IUPAC для аденозинтрифосфата. Это [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-аминопурин-9-ил) -3,4-дигидроксиоксолан- 2-ил] метил (гидроксифосфонооксифосфорил) гидрофосфат.
• В то время как большинство студентов изучают АТФ в связи с метаболизмом животных, молекула также является ключевой формой химическая энергия в растениях.
• Плотность чистого АТФ сопоставима с плотностью воды. Это 1,04 грамма на кубический сантиметр.
• Точка плавления чистого АТФ составляет 368,6 ° F (187 ° C).