Definícia a význam ATP v metabolizme

Adenozíntrifosfát alebo ATP sa často nazýva energetická mena bunky, pretože táto molekula hrá kľúčovú úlohu v metabolizme, najmä pri prenose energie v bunkách. Molekula pôsobí tak, že spája energiu exergonický a endergonický procesy umožňujúce energeticky nepriaznivé chemické reakcie.

Adenozíntrifosfát sa používa na prepravu chemickej energie v mnohých dôležitých procesoch vrátane:

• aeróbne dýchanie (glykolýza a cyklus kyseliny citrónovej)
• kvasenie
• bunkové delenie
• fotofosforylace
• motilitu (napr. skrátenie mostíkov myozínu a aktínového vlákna) konštrukcia cytoskeletu)
• Exocytóza a endocytóza
• fotosyntéza
• Syntézy bielkovín

Okrem metabolických funkcií sa ATP podieľa na transdukcii signálu. Verí sa, že je to neurotransmiter zodpovedný za pocit chuti. Ľudské ústredie a periférny nervový systémspolieha sa najmä na signalizáciu ATP. ATP sa tiež pridáva k nukleovým kyselinám počas transkripcie.

ATP sa nepretržite recykluje, nie vynakladá. Premieňa sa späť na prekurzorové molekuly, takže sa môže používať znova a znova. Napríklad u ľudí je množstvo ATP recyklovaného denne približne rovnaké ako telesná hmotnosť, aj keď priemerná ľudská bytosť má iba asi 250 gramov ATP. Ďalším spôsobom, ako sa na to pozerať, je to, že jedna molekula ATP sa recykluje 500-700 krát každý deň. V každom okamihu je množstvo ATP plus ADP pomerne konštantné. Je to dôležité, pretože ATP nie je molekula, ktorú je možné uložiť na neskoršie použitie.

ATP sa môže vyrábať z jednoduchých a komplexných cukrov, ako aj z lipidov pomocou redoxných reakcií. Aby sa to stalo, musia sa uhľohydráty najprv rozdeliť na jednoduché cukry, zatiaľ čo na tuky sa musia rozdeliť mastné kyseliny a glycerol. Výroba ATP je však vysoko regulovaná. Jeho výroba je kontrolovaná prostredníctvom koncentrácie substrátu, mechanizmov spätnej väzby a alosterickej zábrany.

Ako je uvedené v molekulovom názve, adenozíntrifosfát pozostáva z troch fosfátových skupín (tri predpona pred fosfátom) spojených s adenozínom. Adenozín sa vyrába pripojením 9 ' atóm dusíka purínovej bázy adenínu na 1 'uhlík pentózového cukru ribózy. Fosfátové skupiny sú spojené a kyslík z fosfátu je viazaný na 5 'uhlík ribózy. Počínajúc skupinou najbližšie k ribózovému cukru, sú fosfátové skupiny pomenované alfa (a), beta (P) a gama (y). Odstránenie fosfátovej skupiny vedie k adenozín difosfátu (ADP) a odstránením dvoch skupín vzniká adenozín monofosfát (AMP).

Kľúčom k výrobe energie je internet fosfátové skupiny. Prerušenie fosfátovej väzby je exotermická reakcia. Keď ATP stratí jednu alebo dve fosfátové skupiny, uvoľní sa energia. Pri prvom fosfátovom viazaní sa uvoľní viac energie ako pri druhom.

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

Uvoľnená energia je spojená s endotermickou (termodynamicky nepriaznivou) reakciou, aby jej poskytla aktivačná energia potrebné pokračovať.

ATP objavili v roku 1929 dvaja nezávislí vedci: Karl Lohmann a tiež Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd prvýkrát syntetizoval molekulu v roku 1948.

Čo je ATP dôležitou molekulou v metabolizme?

Existujú v podstate dva dôvody, prečo je ATP tak dôležitá:

1. Je to jediná chemická látka v tele, ktorá sa dá priamo použiť ako energia.
2. Pred použitím sa musia iné formy chemickej energie premieňať na ATP.

Ďalším dôležitým bodom je, že ATP je recyklovateľný. Keby sa molekula spotrebovala po každej reakcii, nebolo by to praktické pre metabolizmus.

• Chcete zapôsobiť na svojich priateľov? Naučte sa názov IUPAC pre adenozíntrifosfát. Je to [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopurín-9-yl) -3,4-dihydroxyoxolan- 2-yl] metyl (hydroxyfosfonooxyfosforyl) hydrogenfosfát.
• Zatiaľ čo väčšina študentov študuje ATP, pokiaľ ide o metabolizmus zvierat, molekula je tiež kľúčovou formou chemická energia v rastlinách.
• Hustota čistého ATP je porovnateľná s hustotou vody. Je to 1,04 gramu na centimeter kubický.
• Teplota topenia čistého ATP je 187 ° C.