三磷酸腺苷

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IUPAC中文命名	5-(6-腺嘌呤-9-基)-3,4-二羟基-双羟甲脲-2-基-甲氧基-羟基-磷酰基-氧基-羟基-磷酰基焦磷酸
三字母简写	ATP
分子式	C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃
摩尔质量	507.181 g/mol
pKa	6.5
CAS号	56-65-5
若非注明，所有数据都依從国际单位制，以及来自标准状况的条件。

在生物化學中，三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate, ATP）是一种核苷酸，作为細胞内能量传递的“分子“通货””，储存和传递化学能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。

三磷酸腺苷，也称作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸。

[编辑] 化學性質

ATP由腺苷和三個磷酸基所組成，化學式C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃，結構簡式C₁₀H₈N₄O₂NH₂(OH)₂(PO₃H)₃H，分子量507.184。三個磷酸基團從腺苷開始被編爲α、β和γ磷酸基。ATP的化學名稱爲5'-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基腺嘌呤，或者5'-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基-6-氨基嘌呤。

[编辑] 生物合成

ATP的立體結構

在细胞中ATP的摩尔浓度通常是1-10mM。^[1] ATP可通過多種細胞途徑產生。最典型的如在線粒體中通過氧化磷酸化由ATP合成酶合成，或者在植物的葉綠體中通過光合作用合成。ATP合成的主要能源爲葡萄糖和脂肪酸。每分子葡萄糖先在细胞质基质中產生2分子丙酮酸同時產生2分子ATP，最終在線粒體中通過三羧酸循環（或称柠檬酸循环）產生最多36分子ATP。

[编辑] 糖酵解途径

主条目：糖酵解

在糖酵解途径（Glycolytic Pathway）中，一个葡萄糖分子被分解为两个ATP分子，反应式为：

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD⁺ + 2 ADP + 2 H₃PO₄ → 2 NADH + 2 C₃H₄O₃ + 2 ATP + 2 H₂O + 2 H⁺

[编辑] 三羧酸循环途径

主条目：三羧酸循环和氧化磷酸化

在线粒体中，丙酮酸被氧化为乙酰辅酶A，经精确控制的“燃烧”会产生总和为两个ATP分子的能量。三羧酸循环(檸檬酸循環)全部反映的总和可表示为:

Acetyl-CoA + 3 NAD⁺ + FAD + GDP + P_i + 3 H₂O → CoA-SH + 3 NADH + 3 H⁺ + FADH₂ + GTP + 2 CO₂

[编辑] β-氧化

主条目：β-氧化

脂肪酸也可以由β-氧化分解为乙酰辅酶A。每个β-氧化的循环为乙酸长链脱去两个碳原子并制造各一个NADH和FADH₂分子，可以用于氧化磷酸化分解产生ATP。

[编辑] 无氧分解

主条目：发酵

无氧分解或称发酵是和糖酵解有些相似的过程。这个过程需要在没有O₂作为电子受体时产生能量。在大部分真核生物体内，葡萄糖同时被作为能量储存单位和电子供体。从葡萄糖分解为乳酸的方程式为：

C₆H₁₂O₆ $\to$ 2CH₃CH(OH)COOH + 2 ATP

[编辑] 生物作用

[编辑] 细胞通讯

[编辑] ATP循环

人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔。人体每天的能量需要水解100-150摩尔的ATP即相当于50至75千克。这意味着人一天将要分解掉相当于他体重的ATP。所以每个ATP分子每天要被重复利用1000-1500次。ATP不能被储存，因为ATP的合成后必须在短时间内被消耗。

[编辑] 其它三磷酸苷

活细胞中也有其他的高能三磷酸盐如三磷酸鸟苷。能量可以在这些三磷酸盐和ATP中由磷酸激酶催化反应之类的反应转移：当磷酸键被水解的时候能量就会被释放。这种能量可以被多种酶、肌动蛋白和运输蛋白用于细胞的活动。水解还会生成自由的磷酸盐和二磷酸腺苷。二磷酸腺苷又可以被进一步水解为另一个磷酸离子和一磷酸腺苷。ATP也可以被直接水解为一磷酸腺苷和焦磷酸盐，这个反应在水溶液中是高效的不可逆反应。

[编辑] ADP與GTP的反應

ADP + GTP $\to$ ATP + GDP

二磷酸腺苷 + 三磷酸鸟苷 $\to$ 三磷酸腺苷 + 二磷酸鸟苷

$C_{10}H_{15}N_5O_{10}P_2 + C_{10}H_{16}N_5O_{14}P_3 \to C_{10}H_{16}N_5O_{13}P_3 + C_{10}H_{15}N_5O_{11}P_2$

ATP可能会被作为纳米技术和灌溉的能源。人工心脏起搏器可能收益于这种技术而不再需要电池提供动力。

[编辑] 注释

^ Beis I.，和Newsholme E.A.，（1975）。

[编辑] 參見

[编辑] 外部连接

ATP and biological energy（英文）

查 • 論 • 編 • 歷主要生物化学物质种类
肽 \| 氨基酸 \| 核酸 \| 糖类 \| 核苷糖 \| 脂類 \| 萜类 \| 类胡萝卜素 \| 四吡咯 \| 辅因子 \| 类固醇 \| 类黄酮 \| 生物碱 \| 聚酮 \| 配糖类
Analogues of nucleic acids:	核酸類型	Analogues of nucleic acids:
鹼基：	嘌呤（腺嘌呤/鳥嘌呤） \| 嘧啶（尿嘧啶/胸腺嘧啶/胞嘧啶）
核苷：	腺苷/去氧腺苷 \| 鳥苷/去氧鳥苷 \| 尿苷 \| 胸苷 \| 胞苷/去氧胞苷
核苷酸：	AMP/UMP/TMP/GMP/CMP \| ADP/UDP/TDP/GDP/CDP \| ATP/UTP/TTP/GTP/CTP \| cAMP/cGMP/cADPR
去氧核苷酸：	dAMP/dTMP/dGMP/dCMP \| dADP/dTDP/dGDP/dCDP \| dATP/dTTP/dGTP/dCTP
核糖核酸：	RNA \| mRNA \| piRNA \| tRNA \| rRNA \| ncRNA \| gRNA \| shRNA \| siRNA \| snRNA \| miRNA \| snoRNA
去氧核糖核酸：	DNA \| mtDNA \| cDNA \| 質體 \| 黏質體 \| BAC \| YAC \| HAC
核酸相似物：	GNA \| PNA \| TNA \| LNA \| 嗎啉基（Morpholino）

[_note-0] Beis I.，和Newsholme E.A.，（1975）。

[1]