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三磷酸腺苷 (ATP) 结构、合成、功能
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三磷酸腺苷 (ATP) 结构、合成、功能ByMN编辑器•10年2022月XNUMX日 目录 由于身体很复杂，因此需要能量来确保正常运作。 三磷酸腺苷（ATP）是细胞水平上使用和储存的能量来源。 ATP的结构是三磷酸核苷。 它由核糖葡萄糖、含氮碱基（腺嘌呤）和三个连续键合的磷酸基团组成。 ATP 通常被称为“能量货币”，因为它可以很容易地在第三和第二磷酸基团之间的键中释放。 水解是将 ATP 还原为能量的过程，可用于多种用途 细胞 功能包括信号传导和 DNA/RNA 合成。 ATP 合成使用来自许多分解代谢机制的能量，包括细胞呼吸、β 氧化、酮症和细胞代谢。 大部分 ATP 合成发生在细胞呼吸中，每呼吸产生约 32 个 ATP 分子 分子 已经被氧化的葡萄糖。 ATP 在离子传输中用作能量 肌肉 收缩。 它还有助于传播神经冲动、磷酸化底物和化学合成。 这些过程和其他过程对 ATP 产生了很高的需求。 为了确保正常运作，人体细胞每天依赖 100-150 摩尔 ATP 的水解。 在接下来的部分中，将进一步研究 ATP 在日常细胞功能中的作用。 5 Surprising Facts About the Univer...Please enable JavaScript  Please enable JavaScript 5 Surprising Facts About the Universe That Will Blow Your Mind三磷酸腺苷 (ATP) 的定义三磷酸腺苷，也称为 ATP，是一种携带能量的分子，存在于所有细胞中。 ATP 是一种携带化学能量的分子，它从食物分子的分解中捕获化学能，然后释放它来为其他细胞功能提供燃料。  细胞需要三种化学能：驱动不会自动发生的代谢反应； 跨膜运输必要的物质，或执行机械工作，例如移动肌肉。ATP 不是化学能的储存分子。 这就是碳水化合物的工作，比如 糖原 和脂肪。当细胞需要能量时，它会从储存分子转化为 ATP。ATP 充当穿梭机，将能量输送到需要的细胞。ATP 可用于通过将磷酸基团从一个分子转移到另一个分子（称为磷酸化的过程）来为细胞过程提供动力。 特殊的酶负责这种转移。 它们从 ATP 中释放能量，然后为需要它的细胞活动提供能量。尽管细胞不断分解 ATP 以获得能量，但 ATP 也不断通过细胞呼吸从 ADP 或磷酸盐中产生。ATP 合成酶负责产生细胞中发现的大部分 ATP。 它将ADP转化为磷酸盐再转化为ATP。细胞结构的膜称为 线粒体 是 ATP 合成酶的所在地。 在植物细胞中，它也存在于叶绿体中。Fritz Albert Lipmann、Herman Kalckar 等人于 1941 年发现了 ATP 在能量代谢中的核心作用。ATP的结构 ATP的结构ATP 是一种核苷酸，由三个主要结构组成：含氮碱基、腺嘌呤和糖、核糖。 它还具有与核糖结合的三个磷酸基团链。细胞利用的实际电源是 ATP 磷酸盐尾部。磷酸盐之间的键包含能量，并在它们断裂时释放。 这是通过向混合物中添加水分子（称为水解的过程）来完成的。ATP 通常只去除外部磷酸盐以产生能量。 发生这种情况时，ATP 会转化为三磷酸腺苷 (ADP)，这是一种只有两个磷酸盐的核苷酸形式。 三磷酸腺苷 (ATP) 的定义ATP结构中的磷酸残基 ATP 是由三个磷酸残基组成的链，连接到核苷腺苷的 5'-OH 基团。这些磷酸残基可以称为a、b和y。磷酸酯键将磷酸盐与核糖结合。另一方面，三个磷酸盐残基之间的连接涉及更不稳定的磷酸酐键。Mg++的作用 活性辅酶是 ATP 和 Mg2+ 离子的组合。 它与 ss 和 y 磷酸盐 (Mg2+ ATP4) 协同结合。化学性质您可以将 ATP 盐分离为无色固体。在没有催化剂的情况下，ATP 在 pH 6.8 至 7.4 时稳定。它在较高的 pH 水平下迅速水解为 ADP 或磷酸盐。活细胞将 ATP 和 ADP 的比例保持在比平衡高十倍的水平。 ATP 的浓度是 ADP 的五倍。POP 键在生化反应中通常称为高能键。三磷酸腺苷生产体内的所有细胞都负责产生 ATP。 这始于葡萄糖被肠道消化。 然后葡萄糖被细胞吸收并转化为丙酮酸。 然后它移动到细胞中的线粒体。 这是最终产生 ATP 的地方。 如果没有这条途径，您的身体将无法使用 ATP 提供的能量。 ATP是通用的能量载体。 它拥有每个细胞完成其任务所需的所有能量。 它也可以像充电电池一样反复使用。 身体有许多系统可以产生 ATP，因为 ATP 非常重要。 这些系统分三个阶段（路径）相互关联，即： 糖酵解、克雷布斯循环（柠檬酸循环）和 电子运输链. 糖酵解这是人类呼吸的第一步。 糖酵解是一系列反应，涉及通过将葡萄糖分裂成称为丙酮酸盐的三碳分子来从葡萄糖中提取能量。 糖酵解是一种很久以前进化的古老代谢途径，如今在大多数生物体中仍然存在。 糖酵解是使用细胞呼吸的生物体的第一阶段。 糖酵解不需要氧气。 许多厌氧生物，即不使用氧气的生物，也有这种途径。 糖酵解是发生在细胞胞质溶胶中的过程。 它可分为两个阶段：能量需求阶段和能量释放阶段。总体而言，糖酵解是一种六碳分子葡萄糖，可转化为两个三碳丙酮酸分子。 这个过程产生两个 ATP 分子和两个 NADH 分子。 糖酵解产生 ATP克雷布斯循环或柠檬酸循环克雷布斯循环，也称为柠檬酸循环，是第二个主要步骤 氧化磷酸化。 克雷布斯循环将能量从葡萄糖分子转移到三碳分子中。 这是分解糖酵解并产生 ATP 的过程。 线粒体的内膜和基质空间含有参与克雷布斯循环的酶。线粒体基质中克雷布斯循环的反应将电子和质子添加到各种电子载体中。 这些电子载体随后被电子传输链用于制造 ATP。这个循环只能在有氧条件下发生，因为富含能量的分子，如 NAD + 或 FAD，一旦将电子转移到分子氧中，就无法从还原形式恢复。所有生物分子最后共同的氧化途径是通过柠檬酸循环。 它包括蛋白质、脂肪酸和碳水化合物。柠檬酸循环是由八种酶介导的反应组成的序列。这个循环很重要，因为它向电子传输链提供高能电子/分子以生产 ATP 和水。糖酵解后，丙酮酸首先被氧化成乙酰辅酶 A。 然后进入柠檬酸循环。对于每 1 个葡萄糖分子，克雷布斯循环会产生 2 个 ATP 分子。 对于每个葡萄糖分子，克雷布斯循环还会产生 8 个 NADH2 分子和 2 个 FADH2 分子。 随后，NADH2 和 FADH2 可用于电子传输磷酸化以产生能量。  克雷布斯循环或柠檬酸循环电子传输链允许电子流向氧气的一系列步骤，从而使其能量逐渐降低。 有时，这个氧化磷酸化阶段称为电子传输链。 电子传输链存在于线粒体中。 构成电子传递链的蛋白质跨越线粒体内膜。 线粒体膜含有由 NADH 激活的特殊蛋白质。 它们继续产生 ATP 来为细胞提供动力。有氧呼吸中的每个葡萄糖分子会导致电子传输链产生大约 34 个 ATP（三磷酸腺苷）分子。 这是呼吸中最有生产力的部分。电子传输链是一系列氧化还原反应，可以看到电子从供体分子转移到受体中。 这些反应是由反应物和产物的自由能驱动的。 任何降低系统整体自由能的反应都会发生。ATP 合酶存在于所有领域。 它通过跨膜电化学梯度供电。 这是由于一系列的氧化还原反应。 该梯度由电子传输链产生。 它用于驱动 ATP 合成。对于电子传输磷酸化，电子通过糖酵解和柠檬酸循环产生的 NADH 以及柠檬酸循环产生的 FADH2 携带。 这个过程产生 32 个 ATP 分子。因此，有氧呼吸产生的总ATP为2+2+32=36。 电子传输链β-氧化另一种允许 ATP 合成的机制是 β-氧化。 β-氧化导致脂肪酸链永久缩短并产生乙酰辅酶A分子。 每个β氧化循环都会使脂肪酸减少两个碳长度。 这会产生一分子乙酰辅酶 A（可在柠檬酸循环中被氧化）以及 NADH2 和 FADH2 各一分子，将其高能电子转移至传输链。 酮症酮症是指酮体分解代谢产生 ATP 的反应。 在酮症期间，酮体进行分解代谢以产生能量。 它产生二十二个 ATP 分子以及每个乙酰乙酸分子两个 GTP 分子。 然后这些分子在线粒体中被氧化。 ATP的用途ATP 分子可以用于许多目的。 ATP 是新陈代谢的重要分子，因为它包含大量用于许多新陈代谢过程的能量。 例如 ATP是蛋白质合成的重要组成部分。分子马达使用来自重复循环 ATP 水解的能量来移动。它用于收缩肌肉它在通过膜运输分子方面非常有用。 主动传输是此过程的另一个名称。也用于发送信号和帮助 DNA 合成。细胞外信号分子三磷酸腺苷 (ATP) 很重要。 ATP 是一种作用于中枢和周围神经系统的神经递质。 ATP 在周围神经系统中化学物质的化学传递中发挥作用。 ATP 从突触末梢释放，并在中枢神经系统中诱导快速兴奋性突触后电流。 ATP 的用途 | 资料来源：https://www.physio-pedia.com/Adenosine_triphosphate_(ATP)ATP 的临床意义ATP 在疼痛控制中的作用临床研究表明，ATP 可减轻急性围手术期疼痛。 这些患者接受了静脉内 ATP。注射腺苷 腺苷输注可激活 A1 接收器 并启动信号级联反应，最终有助于缓解疼痛。研究表明，适量的腺苷化合物对痛觉过敏和异常性疼痛有积极作用。通过 A1 腺苷受体刺激可以进行有效的疼痛干预。 这导致疼痛发作缓慢，作用持续时间延长，在某些情况下可持续数周。麻醉在补充 ATP 的麻醉过程中取得了积极的成果有证据表明，低剂量腺苷可以将神经性疼痛和局部缺血性疼痛以及痛觉过敏降低到与吗啡相当的水平。腺苷减少了术后阿片类药物的使用，这表明 A1 腺苷受体的长期激活。心脏病学和外科ATP 已被证明是一种对肺动脉高压患者安全有效的肺血管扩张剂。也可以在手术期间使用腺苷或 ATP 诱导患者发生低血压。ATP 浓度 正常细胞 ATP 浓度维持在 1 到 10 mmol/L 之间，ATP/ADP 的平均比率约为 1000。 成人大约有 0.10 mol/L 的 ATP。每天大约需要 100 到 150 mol/L ATP。 这意味着每个 ATP 分子每天必须循环 1000 到 1500 次。人体基本上每天都在改变 ATP 的重量。参考资料邓恩 J，格里德 MH。 生理学，三磷酸腺苷。 [2022 年 17 月 2022 日更新]。 在：StatPearls [互联网]。 金银岛（佛罗里达州）：StatPearls Publishing； XNUMX年一月-。 可从： https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK553175/https://www.britannica.com/science/adenosine-triphosphatehttps://www.news-medical.net/life-sciences/Adenosine-Triphosphate-(ATP)-Function-in-Cells.aspxhttps://www.physio-pedia.com/Adenosine_triphosphate_(ATP)https://www.acs.org/content/acs/en/molecule-of-the-week/archive/a/adenosine-triphosphate.htmlhttps://en.wikipedia.org/wiki/Adenosine_triphosphatehttps://www.slideshare.net/namarta28/atp-the-universal-energy-currency-of-cell我们希望您喜欢阅读我们最新的博客文章！ 我们很高兴看到迄今为止收到的积极回应。 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