Adenosintrifosfat

Adenosintrifosfat

Generel
Forkortelser ATP ( engelsk  ATP )
Chem. formel C10H16N5O13P3 _ _ _ _ _ _ _ _ _
Fysiske egenskaber
Molar masse 507,18 g/ mol
Termiske egenskaber
Temperatur
 • nedbrydning 144°C [1]
Kemiske egenskaber
Opløselighed
 • i vand opløselighed i vand (20 °C) - 5 g/100 ml
Klassifikation
Reg. CAS nummer 56-65-5
PubChem 5957
Reg. EINECS nummer 200-283-2
SMIL   Nc1ncnc2c1ncn2C3OC(OP(=O)(O)OP(=O)(O)OP(=O)(O)O)C(O)C3O
InChI   InChI=1S/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/s1ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N
CHEBI 15422
ChemSpider 5742
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Adenosintrifosfat eller Adenosintrifosfat (forkortet ATP , eng.  ATP ) - nukleosidtrifosfat , som har stor betydning for omsætningen af ​​energi og stoffer i organismer. ATP er en universel energikilde til alle biokemiske processer, der forekommer i levende systemer, især til dannelsen af ​​enzymer. Opdagelsen af ​​stoffet skete i 1929 af en gruppe videnskabsmænd - Karl Loman , Cyrus Fiske og Yellapragada Subbarao [2] , og i 1941 viste Fritz Lipman , at ATP er den vigtigste energibærer i cellen [3] .

Struktur

ATP består af adenin , der er bundet af et nitrogenatom til 1'-carbonatomet i et sukker ( ribose ), som igen er bundet til sukkerets 5'-carbonatom til en trifosfatgruppe . I mange metaboliske reaktioner forbliver adenin- og sukkergrupperne uændrede, men trifosfatet omdannes til di- og monofosfat, hvilket giver henholdsvis ADP- og AMP -derivater . De tre phosphorylgrupper er mærket alfa (α), beta (β) og, for terminalt fosfat, gamma (γ).

I en neutral opløsning findes ioniseret ATP hovedsageligt i form af ATP 4− , med en lille andel af ATP 3− [4] .

Binding af metalkationer til ATP

Da ATP er polyanionisk og indeholder en potentielt chelaterende polyphosphatgruppe, binder ATP metalkationer med høj affinitet. Bindingskonstanten for Mg 2+ er (9554) [5] . Bindingen af ​​en divalent kation, næsten altid magnesium, påvirker i høj grad interaktionen af ​​ATP med forskellige proteiner. På grund af styrken af ​​ATP-Mg 2+ interaktionen eksisterer ATP i cellen hovedsageligt i form af et kompleks med Mg 2+ forbundet med fosfat-ilt centre [4] [6] .

Den anden magnesiumion er kritisk for ATP-binding i kinasedomænet [7] . Tilstedeværelsen af ​​Mg2 + regulerer kinaseaktivitet [8] .

Kemiske egenskaber

Systematisk navn på ATP:

9-β-D-ribofuranosyladenin-5'-triphosphat , eller 9-β-D-ribofuranosyl-6-amino-purin-5'-triphosphat .

Kemisk er ATP trifosfatesteren af ​​adenosin, som er et derivat af adenin og ribose .

Purin -nitrogenbasen  - adenin - er forbundet med en β-N-glykosidbinding til riboses 1'-carbon. Tre molekyler af phosphorsyre , hhv., er knyttet til 5'-carbonet i ribosen , henholdsvis angivet med bogstaverne: α, β og γ.

ATP refererer til de såkaldte makroerge forbindelser , det vil sige kemiske forbindelser, der indeholder bindinger, under hydrolyse af hvilke en betydelig mængde energi frigives. Hydrolyse af makroerge bindinger af ATP-molekylet, ledsaget af eliminering af 1 eller 2 phosphorsyrerester, fører ifølge forskellige kilder til frigivelsen fra 40 til 60 kJ/mol .

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + energi _ _ ATP + H 2 O → AMP + H 4 P 2 O 7 + energi

Den frigivne energi bruges i en række energiforbrugende processer.

Rolle i kroppen

Hovedrollen for ATP i kroppen er forbundet med at levere energi til adskillige biokemiske reaktioner. Da ATP er bærer af to højenergibindinger, tjener ATP som en direkte energikilde for mange energiforbrugende biokemiske og fysiologiske processer. Alle disse er reaktioner af syntesen af ​​komplekse stoffer i kroppen: implementeringen af ​​den aktive overførsel af molekyler gennem biologiske membraner , herunder at skabe et transmembran elektrisk potentiale; implementering af muskelsammentrækning .

Ud over energi udfører ATP en række andre lige så vigtige funktioner i kroppen:

Syntesemåder

I kroppen syntetiseres ATP ved phosphorylering af ADP :

ADP + H 3 PO 4 + energi → ATP + H 2 O.

Fosforylering af ADP er mulig på tre måder:

De to første metoder bruger energien fra oxiderede stoffer. Størstedelen af ​​ATP dannes på mitokondrielle membraner under oxidativ fosforylering af H-afhængig ATP-syntase . Substratphosphorylering af ADP kræver ikke deltagelse af membranenzymer; det sker i cytoplasmaet under glykolyse eller ved at overføre en fosfatgruppe fra andre makroerge forbindelser .

Reaktionerne af ADP-phosphorylering og den efterfølgende brug af ATP som energikilde danner en cyklisk proces, der er essensen af ​​energimetabolisme .

I kroppen er ATP et af de hyppigst opdaterede stoffer; Hos mennesker er levetiden for ét ATP-molekyle således mindre end 1 minut. I løbet af dagen gennemgår et ATP-molekyle i gennemsnit 2000-3000 resyntesecyklusser (den menneskelige krop syntetiserer omkring 40 kg ATP om dagen, men indeholder cirka 250 g på et givet tidspunkt), det vil sige, der er praktisk talt ingen ATP-reserve i kroppen, og for et normalt liv er det nødvendigt konstant at syntetisere nye ATP-molekyler.

Se også

Noter

  1. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelsk) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - S. 3-10. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  2. ↑ Lohmann, K. (1929) Über die Pyrophosphatfraktion im Muskel. Naturwissenschaften 17, 624-625.
  3. ↑ Lipmann F. (1941) Adv. Enzymol. 1, 99-162.
  4. ↑ 1 2 A. C. Storer, A. Cornish-Bowden. Koncentration af MgATP2- og andre ioner i opløsning. Beregning af de sande koncentrationer af arter til stede i blandinger af associerende ioner  // The Biochemical Journal. — 1976-10-01. - T. 159 , no. 1 . — S. 1–5 . — ISSN 0264-6021 . - doi : 10.1042/bj1590001 .
  5. ↑ JE Wilson, A. Chin. Chelation af divalente kationer med ATP, studeret ved titreringskalorimetri  // Analytisk biokemi. - 1991-02-15. - T. 193 , no. 1 . — S. 16–19 . — ISSN 0003-2697 . - doi : 10.1016/0003-2697(91)90036-s .
  6. ↑ L. Garfinkel, R.A. Altschuld, D. Garfinkel. Magnesium i hjerteenergimetabolisme  // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. - 1986-10. - T. 18 , no. 10 . — S. 1003–1013 . — ISSN 0022-2828 . - doi : 10.1016/s0022-2828(86)80289-9 .
  7. ↑ P. Saylor, C. Wang, TJ Hirai, JA Adams. En anden magnesiumion er kritisk for ATP-binding i kinasedomænet af oncoproteinet v-Fps  // Biokemi. — 1998-09-08. - T. 37 , no. 36 . — S. 12624–12630 . — ISSN 0006-2960 . - doi : 10.1021/bi9812672 .
  8. ↑ Xiaofeng Lin, Marina K. Ayrapetov, Gongqin Sun. Karakterisering af interaktionerne mellem det aktive sted af en proteintyrosinkinase og en divalent metalaktivator  // BMC-biokemi. - 2005-11-23. - T. 6 . - S. 25 . - ISSN 1471-2091 . - doi : 10.1186/1471-2091-6-25 .

Litteratur

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
 Nukleinsyretyper _
Nitrogenholdige baser
Nukleosider
Nukleotider
RNA
DNA
Analoger
Vektortyper _
 neurotransmittere