ATP-määritelmä ja merkitys aineenvaihdunnassa

Adenosiinitrifosfaattia tai ATP: tä kutsutaan usein solun energiavaluuttana, koska tällä molekyylillä on avainasemassa aineenvaihdunnassa, etenkin energian siirrossa solujen sisällä. Molekyyli toimii yhdistääkseen exergonic ja endergonic prosessit, jolloin energisesti epäsuotuisat kemialliset reaktiot voivat edetä.

Adenosiinitrifosfaattia käytetään kemiallisen energian kuljettamiseen monissa tärkeissä prosesseissa, mukaan lukien:

• aerobinen hengitys (glykolyysi ja sitruunahapposykli)
• käyminen
• solunjako
• photophosphorylation
• liikkuvuus (esim. myosiinin ja aktiini-filamenttien ristisiltojen lyhentyminen, samoin kuin sytoskeleton rakentaminen)
• eksosytoosilla ja endosytoosi
• fotosynteesi
• proteiinisynteesi

Metabolisten toimintojen lisäksi ATP osallistuu signaalin siirtoon. Sen uskotaan olevan välittäjäaine, joka vastaa maun tuntemisesta. Ihmisen keskus ja perifeerinen hermostoerityisesti luottaa ATP-signalointiin. ATP lisätään myös nukleiinihappoihin transkription aikana.

ATP kierrätetään jatkuvasti eikä kuluteta. Se muunnetaan takaisin prekursorimolekyyleiksi, joten sitä voidaan käyttää uudestaan ​​ja uudestaan. Esimerkiksi ihmisissä päivittäin kierrätetty ATP: n määrä on suunnilleen sama kuin ruumiinpaino, vaikka keskimääräisessä ihmisessä on vain noin 250 grammaa ATP: tä. Toinen tapa katsoa sitä on, että yksi ATP-molekyyli kierrätetään 500-700 kertaa päivässä. ATP: n ja ADP: n määrä on milloin tahansa melko vakio. Tämä on tärkeää, koska ATP ei ole molekyyli, jota voidaan varastoida myöhempää käyttöä varten.

ATP voidaan tuottaa yksinkertaisista ja monimutkaisista sokereista samoin kuin lipideistä redox-reaktioiden kautta. Jotta tämä tapahtuisi, hiilihydraatit on ensin jaoteltava yksinkertaisiksi sokereiksi, kun taas lipidit on hajotettava rasvahapot ja glyseroli. ATP: n tuotanto on kuitenkin erittäin säännelty. Sen tuotantoa ohjataan substraattikonsentraatioiden, palautemekanismien ja allosteeristen esteiden avulla.

Kuten molekyylinimellä osoitetaan, adenosiinitrifosfaatti koostuu kolmesta fosfaattiryhmästä (tri-etuliite ennen fosfaattia), jotka on kytketty adenosiiniin. Adenosiini valmistetaan kiinnittämällä 9 ' typpiatomi puriiniemäksen adeniinista pentoosisokeroosin 1'-hiileen. Fosfaattiryhmät kiinnittyvät yhdistäen ja happea fosfaatista riboosin 5'-hiileen. Alkaen ryhmästä, joka on lähinnä riboosisokeriin, fosfaattiryhmiä nimitetään alfa (a), beeta (β) ja gamma (y). Fosfaattiryhmän poistaminen johtaa adenosiinidifosfaattiin (ADP) ja kahden ryhmän poistaminen tuottaa adenosiinimonofosfaattia (AMP).

Avain energiantuotantoon on fosfaattiryhmät. Fosfaattisidoksen rikkominen on eksoterminen reaktio. Joten, kun ATP menettää yhden tai kaksi fosfaattiryhmää, energia vapautuu. Enemmän energiaa vapautuu rikkoen ensimmäistä fosfaattisidosta kuin toiseen.

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

Vapautuva energia kytketään endotermiseen (termodynaamisesti epäsuotuisaan) reaktioon sen saamiseksi aktivointienergia tarvitaan jatkaa.

Kaksi riippumatonta tutkijaryhmää löysi ATP: n vuonna 1929: Karl Lohmann ja Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd syntetisoi molekyylin ensimmäisen kerran vuonna 1948.

Mikä on ATP tärkeä molekyyli aineenvaihdunnassa?

Pohjimmiltaan kaksi syytä ATP on niin tärkeä:

1. Se on kehon ainoa kemikaali, jota voidaan käyttää suoraan energiana.
2. Muut kemiallisen energian muodot on muunnettava ATP: ksi ennen niiden käyttöä.

Toinen tärkeä seikka on, että ATP on kierrätettävä. Jos molekyyli käytettäisiin kunkin reaktion jälkeen, se ei olisi käytännöllistä aineenvaihdunnalle.

• Haluatko tehdä vaikutuksen ystäviisi? Opi adenosiinitrifosfaatin IUPAC-nimi. Se on [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopurin-9-yyli) -3,4-dihydroksioksolaani- 2-yyli] metyyli (hydroksifosfono-oksifosforyyli) vetyfosfaatti.
• Vaikka suurin osa opiskelijoista tutkii ATP: tä, koska se liittyy eläinten aineenvaihduntaan, molekyyli on myös avaimen muoto kemiallinen energia kasveissa.
• Puhtaan ATP: n tiheys on verrattavissa veden tiheyteen. Se on 1,04 grammaa kuutiometriä kohti.
• Sulamispiste puhdasta ATP: tä on 187 ° C (368,6 ° F).