ATP-definition och betydelse för metabolism

Adenosintrifosfat eller ATP kallas ofta cellens energivaluta eftersom denna molekyl spelar en nyckelroll i ämnesomsättningen, särskilt i energiöverföring i cellerna. Molekylen verkar för att koppla ihop energin från exergonic och endergonic processer, vilket gör att energiskt ogynnsamma kemiska reaktioner kan fortsätta.

Adenosintrifosfat används för att transportera kemisk energi i många viktiga processer, inklusive:

• aerob andning (glykolys och citronsyracykeln)
• jäsning
• celldelning
• photophosphorylation
• rörlighet (t.ex. förkortning av tvärbroar av myosin och aktinfilament samt cytoskelettkonstruktion)
• exocytos och endocytos
• fotosyntes
• proteinsyntes

Förutom metaboliska funktioner är ATP involverat i signaltransduktion. Det tros vara den neurotransmitter som ansvarar för känslan av smak. Den mänskliga centrala och perifera nervsystemetsärskilt förlitar sig på ATP-signalering. ATP läggs också till nukleinsyror under transkription.

ATP återvinns kontinuerligt snarare än förbrukas. Det omvandlas tillbaka till prekursormolekyler, så det kan användas om och om igen. Hos människor är till exempel mängden ATP som återvinns dagligen ungefär densamma som kroppsvikt, även om den genomsnittliga människan bara har cirka 250 gram ATP. Ett annat sätt att titta på det är att en enda molekyl med ATP återvinns 500-700 gånger varje dag. När som helst är mängden ATP plus ADP ganska konstant. Detta är viktigt eftersom ATP inte är en molekyl som kan lagras för senare användning.

ATP kan produceras från enkla och komplexa sockerarter såväl som från lipider via redoxreaktioner. För att detta ska ske måste kolhydraterna först brytas ner i enkla sockerarter, medan lipiderna måste brytas in i fettsyror och glycerol. ATP-produktionen är emellertid mycket reglerad. Dess produktion styrs via substratkoncentration, återkopplingsmekanismer och allosteriskt hinder.

Som antyds av det molekylära namnet består adenosintrifosfat av tre fosfatgrupper (tri-prefix före fosfat) anslutna till adenosin. Adenosin tillverkas genom att fästa 9 ' kväveatom av purinbasen adenin till 1 'kolet i pentos sockerribos. Fosfatgrupperna är anslutna och syre från ett fosfat till 5'-kolet i ribosen. Från och med den grupp som ligger närmast ribos socker benämns fosfatgrupperna alfa (a), beta (p) och gamma (y). Att ta bort en fosfatgrupp resulterar i adenosindifosfat (ADP) och avlägsnar två grupper ger adenosinmonofosfat (AMP).

Nyckeln till energiproduktion ligger hos fosfatgrupper. Att bryta fosfatbindningen är en exoterm reaktion. Så när ATP tappar en eller två fosfatgrupper frigörs energi. Mer energi frigörs och bryter den första fosfatbindningen än den andra.

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

Energin som frigörs kopplas till en endotermisk (termodynamiskt ogynnsam) reaktion för att ge den aktiverings energi behövs för att fortsätta.

ATP upptäcktes 1929 av två oberoende forskare: Karl Lohmann och även Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd syntetiserade först molekylen 1948.

Vad är ATP en viktig molekyl i metabolism?

Det finns i huvudsak två skäl till att ATP är så viktigt:

1. Det är den enda kemikalien i kroppen som kan användas direkt som energi.
2. Andra former av kemisk energi måste konverteras till ATP innan de kan användas.

En annan viktig punkt är att ATP kan återvinnas. Om molekylen användes efter varje reaktion skulle det inte vara praktiskt för metabolism.

• Vill du imponera på dina vänner? Lär dig IUPAC-namnet för adenosintrifosfat. Det är [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopurin-9-yl) -3,4-dihydroxyoxolan- 2-yl] metyl (hydroxifosfonooxifosforyl) vätefosfat.
• Medan de flesta studenter studerar ATP när det gäller djurmetabolism, är molekylen också nyckelformen av kemisk energi i växter.
• Densiteten för ren ATP är jämförbar med den för vatten. Det är 1,04 gram per kubikcentimeter.
• Smältpunkten av ren ATP är 368,6 ° F (187 ° C).