三磷酸腺苷

三磷酸腺苷
	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)-3,4-二羟基-双羟甲脲-2-基-甲氧基-羟基-磷酰基-氧基-羟基-磷酰基焦磷酸
识别
CAS号	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	1/C10H16N5O13P3/c11-8-5-9(13-2-12-8)15(3-14-5)10-7(17)6(16)4(26-10)1-25-30(21,22)28-31(23,24)27-29(18,19)20/h2-4,6-7,10,16-17H,1H2,(H,21,22)(H,23,24)(H2,11,12,13)(H2,18,19,20)/t4-,6-,7-,10-/m1/s1;
InChIKey	ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUBG
ChEBI	15422
DrugBank	DB00171
KEGG	C00002
IUPHAR配体	1713
性质
化学式	C10H16N5O13P3
摩尔质量	507.18 g·mol−1
密度	1.04 g/cm3（二钠盐）
熔点	187 °C（二钠盐）分解
pKa	6.5
	若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

在生物化學中，三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate, ATP）是一种核苷酸，作为細胞内能量传递的“分子通货”，储存和传递化学能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。

三磷酸腺苷，也称作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸。

化學性質 [编辑]

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。

生物合成 [编辑]

在细胞中ATP的摩尔浓度通常是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三磷酸腺苷合酶合成，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。每分子葡萄糖先在细胞质基质中產生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（或称柠檬酸循环）產生最多36分子ATP。

糖酵解途径 [编辑]

主条目：糖酵解

在糖酵解途径（Glycolytic Pathway）中，一个葡萄糖分子被分解为两个ATP分子，反应式为：

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 H₃PO₄ → 2 NADH + 2 C₃H₄O₃ + 2 ATP + 2 H₂O + 2 H⁺

三羧酸循环途径 [编辑]

主条目：三羧酸循环和氧化磷酸化

在线粒体中，丙酮酸被氧化为乙酰辅酶A，经精确控制的“燃烧”会产生总和为两个ATP分子的能量。三羧酸循环（檸檬酸循環）全部反映的总和可表示为：

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

β-氧化 [编辑]

主条目：β-氧化

脂肪酸也可以由β-氧化分解为乙酰辅酶A。每个β-氧化的循环为乙酸长链脱去两个碳原子并制造各一个NADH和FADH₂分子，可以用于氧化磷酸化分解产生ATP。

无氧分解 [编辑]

主条目：发酵

无氧分解或称发酵是和糖酵解有些相似的过程。这个过程需要在没有O₂作为电子受体时产生能量。在大部分真核生物体内，葡萄糖同时被作为能量储存单位和电子供体。从葡萄糖分解为乳酸的方程式为：

C₆H₁₂O₆ $\to$ 2CH₃CH(OH)COOH + 2 ATP

生物作用 [编辑]

细胞通讯 [编辑]

ATP循环 [编辑]

人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔。人体每天的能量需要水解100-150摩尔的ATP即相当于50至75千克。这意味着人一天将要分解掉相当于他体重的ATP。所以每个ATP分子每天要被重复利用1000-1500次。ATP不能被储存，因为ATP在合成后必须于短时间内被消耗。

其它三磷酸苷 [编辑]

活细胞中也有其他的高能三磷酸盐如三磷酸鸟苷。能量可以在这些三磷酸盐和ATP中由磷酸激酶催化反应之类的反应转移：当磷酸键被水解的时候能量就会被释放。这种能量可以被多种酶、肌动蛋白和运输蛋白用于细胞的活动。水解还会生成自由的磷酸盐和二磷酸腺苷。二磷酸腺苷又可以被进一步水解为另一个磷酸离子和一磷酸腺苷。ATP也可以被直接水解为一磷酸腺苷和焦磷酸盐，这个反应在水溶液中是高效的不可逆反应。

ADP與GTP的反應 [编辑]

ADP + GTP $\to$ ATP + GDP

二磷酸腺苷 + 三磷酸鸟苷 $\to$ 三磷酸腺苷 + 二磷酸鸟苷

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

ATP可能会被作为纳米技术和灌溉的能源。人工心脏起搏器可能受益于这种技术而不再需要电池提供动力。

注释 [编辑]

^ Beis I.，和Newsholme E.A.，（1975）。

參見 [编辑]

外部连接 [编辑]

ATP and biological energy（英文）

[1] Beis I.，和Newsholme E.A.，（1975）。

[1]