ATP definīcija un nozīme metabolismā

Adenozīna trifosfātu vai ATP bieži sauc par šūnas enerģijas valūtu, jo šai molekulai ir galvenā loma metabolismā, īpaši enerģijas pārnesē šūnās. Molekula darbojas, lai savienotu enerģiju eksergoniski un endergoniski procesus, padarot enerģētiski nelabvēlīgas ķīmiskās reakcijas iespējamas.

Adenozīna trifosfāts tiek izmantots ķīmiskās enerģijas pārvadāšanai daudzos svarīgos procesos, tostarp:

• aerobā elpošana (glikolīze un citronskābes cikls)
• fermentācija
• šūnu dalīšana
• fotofosforilēšana
• kustīgums (piemēram, miozīna un aktīna pavedienu krustveida tiltu saīsināšana, kā arī citoskeleta konstrukcija)
• eksocitoze un endocitoze
• fotosintēze
• olbaltumvielu sintēze

Papildus vielmaiņas funkcijām ATP ir iesaistīts arī signāla pārraidē. Tiek uzskatīts, ka tas ir neiromediators, kas atbild par garšas sajūtu. Cilvēka centrālais un perifērā nervu sistēmajo īpaši paļaujas uz ATP signalizāciju. ATP transkripcijas laikā pievieno arī nukleīnskābēm.

ATP tiek nepārtraukti pārstrādāts, nevis iztērēts. Tas tiek pārveidots par prekursoru molekulām, tāpēc to var izmantot atkal un atkal. Piemēram, cilvēkiem, piemēram, dienā pārstrādātais ATP daudzums ir aptuveni tāds pats kā ķermeņa svars, kaut arī vidusmēra cilvēkam ir tikai aptuveni 250 grami ATP. Vēl viens veids, kā to aplūkot, ir tāds, ka vienu ATP molekulu katru dienu pārstrādā 500–700 reizes. Jebkurā laika posmā ATP plus ADP daudzums ir diezgan nemainīgs. Tas ir svarīgi, jo ATP nav molekula, kuru var uzglabāt vēlākai lietošanai.

ATP var iegūt no vienkāršiem un sarežģītiem cukuriem, kā arī no lipīdiem, izmantojot redoksreakcijas. Lai tas notiktu, ogļhidrāti vispirms jāsadala vienkāršos cukuros, bet lipīdi - sadalās taukskābes un glicerīns. Tomēr ATP ražošana ir stingri reglamentēta. Tās ražošanu kontrolē, izmantojot substrāta koncentrāciju, atgriezeniskās saites mehānismus un allosteriskos traucējumus.

Kā norāda molekulārais nosaukums, adenozīna trifosfāts sastāv no trim fosfātu grupām (tri-prefikss pirms fosfāta), kas savienotas ar adenozīnu. Adenozīnu izgatavo, pievienojot 9 ' slāpekļa atoms purīna bāzes adenīna līdz pentozes cukura ribozes 1'-oglekļa saturam. Fosfātu grupas ir savienotas, savienojot un skābekli no fosfāta līdz ribozes 5 'ogleklim. Sākot ar grupu, kas vistuvāk ribozes cukuram, fosfātu grupas sauc par alfa (α), beta (β) un gamma (γ). Fosfātu grupas noņemšana rada adenozīna difosfātu (ADP), un, noņemot divas grupas, rodas adenozīna monofosfāts (AMP).

Enerģijas ražošanas atslēga ir fosfātu grupas. Fosfāta saites pārrāvums ir eksotermiska reakcija. Tātad, kad ATP zaudē vienu vai divas fosfātu grupas, tiek atbrīvota enerģija. Sadalot pirmo fosfāta saiti, izdalās vairāk enerģijas nekā otrajā.

ATP + H₂O → ADP + Pi + enerģija (Δ G = -30,5 kJ.mol^-1)
ATP + H₂O → AMP + PPi + enerģija (Δ G = -45,6 kJ.mol^-1)

Atbrīvotā enerģija tiek savienota ar endotermisku (termodinamiski nelabvēlīgu) reakciju, lai tai nodrošinātu aktivizācijas enerģija nepieciešams turpināt.

ATP 1929. gadā atklāja divi neatkarīgi pētnieku kopumi: Kārlis Lohmans un arī Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Aleksandrs Tods pirmo reizi sintezēja molekulu 1948. gadā.

Kas ir svarīgs metabolisma molekula ATP?

Būtībā ir divi iemesli, kāpēc ATP ir tik svarīga:

1. Tā ir vienīgā ķīmiskā viela ķermenī, ko var tieši izmantot kā enerģiju.
2. Citas ķīmiskās enerģijas formas ir jāpārvērš ATP, pirms tās var izmantot.

Vēl viens svarīgs punkts ir tas, ka ATP ir pārstrādājams. Ja molekula tiktu izlietota pēc katras reakcijas, tas nebūtu praktiski vielmaiņai.

• Vai vēlaties pārsteigt savus draugus? Uzziniet adenozīna trifosfāta IUPAC nosaukumu. Tas ir [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopurin-9-il) -3,4-dihidroksoksolan- 2-il] metil (hidroksifosfonoksifosforil) hidrogēnfosfāts.
• Lai gan lielākā daļa studentu pēta ATP, jo tas ir saistīts ar dzīvnieku metabolismu, molekula ir arī galvenā tā forma ķīmiskā enerģija augos.
• Tīrā ATP blīvums ir salīdzināms ar ūdens blīvumu. Tas ir 1,04 grami uz kubikcentimetru.
• Kušanas temperatūra tīra ATP ir 368,6 ° F (187 ° C).