Adenosintrifosfat

adenosintrifosfat

Allmän
Förkortningar ATP ( engelska  ATP )
Chem. formel C10H16N5O13P3 _ _ _ _ _ _ _ _ _
Fysikaliska egenskaper
Molar massa 507,18 g/ mol
Termiska egenskaper
Temperatur
 • nedbrytning 144°C [1]
Kemiska egenskaper
Löslighet
 • i vatten löslighet i vatten (20 °C) - 5 g/100 ml
Klassificering
Reg. CAS-nummer 56-65-5
PubChem 5957
Reg. EINECS-nummer 200-283-2
LEDER   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 baseras på standardförhållanden (25 °C, 100 kPa) om inget annat anges.
 Mediafiler på Wikimedia Commons

Adenosintrifosfat eller Adenosintrifosfat (förkortning ATP , eng.  ATP ) - nukleosidtrifosfat , som har stor betydelse vid omsättningen av energi och ämnen i organismer. ATP är en universell energikälla för alla biokemiska processer som förekommer i levande system, särskilt för bildandet av enzymer. Upptäckten av ämnet inträffade 1929 av en grupp forskare - Karl Loman , Cyrus Fiske och Yellapragada Subbarao [2] , och 1941 visade Fritz Lipman att ATP är den huvudsakliga energibäraren i cellen [3] .

Struktur

ATP består av adenin , fäst med en 9-kväveatom till 1'-kolatomen i ett socker ( ribos ), som i sin tur är bunden till 5'-kolatomen i sockret till en trifosfatgrupp . I många metabola reaktioner förblir adenin- och sockergrupperna oförändrade, men trifosfatet omvandlas till di- och monofosfat, vilket ger ADP- respektive AMP- derivat . De tre fosforylgrupperna är märkta alfa (α), beta (β) och, för terminalt fosfat, gamma (y).

I en neutral lösning finns joniserad ATP huvudsakligen i form av ATP 4− , med en liten andel ATP 3− [4] .

Bindning av metallkatjoner till ATP

Eftersom ATP är polyanjonisk och innehåller en potentiellt kelatbildande polyfosfatgrupp, binder ATP metallkatjoner med hög affinitet. Bindningskonstanten för Mg 2+ är (9554) [5] . Bindningen av en tvåvärd katjon, nästan alltid magnesium, påverkar starkt interaktionen av ATP med olika proteiner. På grund av styrkan hos ATP-Mg 2+ -interaktionen existerar ATP i cellen huvudsakligen i form av ett komplex med Mg 2+ associerat med fosfat-syrecentra [4] [6] .

Den andra magnesiumjonen är kritisk för ATP-bindning i kinasdomänen [7] . Närvaron av Mg 2+ reglerar kinasaktivitet [8] .

Kemiska egenskaper

Systematisk namn på ATP:

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

Kemiskt är ATP trifosfatestern av adenosin, som är ett derivat av adenin och ribos .

Purinkvävebasen - adenin - är ansluten till ribosens  1'-kol genom en β-N-glykosidbindning. Tre molekyler av fosforsyra , respektive, är bundna till 5'-kolet i ribosen , betecknade respektive med bokstäverna: α, β och γ.

ATP hänvisar till de så kallade makroergiska föreningarna , det vill säga kemiska föreningar som innehåller bindningar, under hydrolysen av vilka en betydande mängd energi frigörs. Hydrolys av makroerga bindningar av ATP-molekylen, åtföljd av eliminering av 1 eller 2 fosforsyrarester, leder till frisättning, enligt olika källor, från 40 till 60 kJ/mol .

ATP + H2O → ADP + H3PO4 + energi _ _ ATP + H2O → AMP + H4P2O7 + energi _ _ _ _

Den frigjorda energin används i en mängd olika energiförbrukande processer.

Roll i kroppen

ATP:s huvudroll i kroppen är förknippad med att tillhandahålla energi för många biokemiska reaktioner. Eftersom ATP är bärare av två högenergibindningar, fungerar ATP som en direkt energikälla för många energikrävande biokemiska och fysiologiska processer. Alla dessa är reaktioner av syntesen av komplexa ämnen i kroppen: genomförandet av den aktiva överföringen av molekyler genom biologiska membran , inklusive för att skapa en transmembran elektrisk potential; implementering av muskelkontraktion .

Förutom energi utför ATP ett antal andra lika viktiga funktioner i kroppen:

Syntessätt

I kroppen syntetiseras ATP genom fosforylering av ADP :

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

Fosforylering av ADP är möjlig på tre sätt:

De två första metoderna använder energin från oxiderade ämnen. Huvuddelen av ATP bildas på mitokondriella membran under oxidativ fosforylering av H-beroende ATP-syntas . Substratfosforylering av ADP kräver inte deltagande av membranenzymer; det sker i cytoplasman under glykolys eller genom att överföra en fosfatgrupp från andra makroerga föreningar .

Reaktionerna av ADP-fosforylering och den efterföljande användningen av ATP som energikälla bildar en cyklisk process som är kärnan i energimetabolismen .

I kroppen är ATP ett av de mest frekvent uppdaterade ämnena; Hos människor är alltså livslängden för en ATP-molekyl mindre än 1 minut. Under dagen genomgår en ATP-molekyl i genomsnitt 2000-3000 resyntescykler (människroppen syntetiserar cirka 40 kg ATP per dag, men innehåller cirka 250 g vid varje givet tillfälle), det vill säga det finns praktiskt taget ingen ATP-reserv i kroppen, och för ett normalt liv är det nödvändigt att ständigt syntetisera nya ATP-molekyler.

Se även

Anteckningar

  1. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelska) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - P. 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 av MgATP2- och andra joner i lösning. Beräkning av de verkliga koncentrationerna av arter som finns i blandningar av associerande joner  // The Biochemical Journal. — 1976-10-01. - T. 159 , nr. 1 . — S. 1–5 . — ISSN 0264-6021 . - doi : 10.1042/bj1590001 .
  5. ↑ JE Wilson, A. Chin. Kelatering av tvåvärda katjoner med ATP, studerad med titreringskalorimetri  // Analytisk biokemi. - 1991-02-15. - T. 193 , nej. 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 hjärtenergimetabolism  // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. — 1986-10. - T. 18 , nej. 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 andra magnesiumjon är kritisk för ATP-bindning i kinasdomänen av onkoproteinet v-Fps  // Biokemi. — 1998-09-08. - T. 37 , nej. 36 . — S. 12624–12630 . — ISSN 0006-2960 . - doi : 10.1021/bi9812672 .
  8. ↑ Xiaofeng Lin, Marina K. Ayrapetov, Gongqin Sun. Karakterisering av interaktionerna mellan det aktiva stället för ett proteintyrosinkinas och en tvåvärd metallaktivator  // BMC-biokemi. - 2005-11-23. - T. 6 . - S. 25 . - ISSN 1471-2091 . - doi : 10.1186/1471-2091-6-25 .

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
 Nukleinsyratyper _
Kvävehaltiga baser
Nukleosider
Nukleotider
RNA
DNA
Analoger
Vektortyper _
 signalsubstanser