Definice a význam ATP v metabolismu

Adenosintrifosfát nebo ATP se často nazývá energetická měna buňky, protože tato molekula hraje klíčovou roli v metabolismu, zejména při přenosu energie uvnitř buněk. Molekula působí tak, že spojuje energii exergonický a endergonický procesy, umožňující energeticky nepříznivé chemické reakce pokračovat.

Adenosintrifosfát se používá k přenosu chemické energie v mnoha důležitých procesech, včetně:

• aerobní dýchání (glykolýza a cyklus kyseliny citronové)
• fermentace
• buněčné dělení
• fotofosforylace
• motility (např. zkrácení můstků myosinu a aktinového vlákna) konstrukce cytoskeletu)
• exocytóza a endocytóza
• fotosyntéza
• proteosyntéza

Kromě metabolických funkcí se ATP podílí na přenosu signálu. Má se za to, že je neurotransmiter zodpovědný za pocit chuti. Lidský střed a periferní nervový systémzejména se spoléhá na signalizaci ATP. ATP se také přidává k nukleovým kyselinám během transkripce.

ATP se nepřetržitě recykluje, spíše než vynakládá. Převádí se zpět na prekurzorové molekuly, takže je lze použít znovu a znovu. Například u lidí je množství ATP recyklovaného denně přibližně stejné jako tělesná hmotnost, i když průměrná lidská bytost má pouze asi 250 gramů ATP. Dalším způsobem, jak se na to podívat, je to, že jedna molekula ATP se recykluje 500-700krát denně. V každém okamžiku je množství ATP plus ADP poměrně konstantní. To je důležité, protože ATP není molekula, kterou lze uložit pro pozdější použití.

ATP se může vyrábět z jednoduchých a komplexních cukrů a také z lipidů pomocí redoxních reakcí. Aby k tomu došlo, musí být uhlohydráty nejprve rozděleny na jednoduché cukry, zatímco lipidy musí být rozděleny mastné kyseliny a glycerol. Produkce ATP je však vysoce regulovaná. Jeho produkce je řízena pomocí koncentrace substrátu, mechanismů zpětné vazby a alosterické překážky.

Jak je naznačeno molekulárním názvem, adenosintrifosfát se skládá ze tří fosfátových skupin (tri předpona před fosfátem) připojených k adenosinu. Adenosin se vyrábí připojením 9 ' atom dusíku purinové báze adeninu na 1 'uhlík pentózového cukru ribózy. Fosfátové skupiny jsou připojeny spojením a kyslík z fosfátu na 5 'uhlík ribózy. Počínaje skupinou nejblíže ribózovému cukru jsou fosfátové skupiny pojmenovány alfa (a), beta (β) a gama (y). Odstranění fosfátové skupiny vede k adenosin difosfátu (ADP) a odstraněním dvou skupin vzniká adenosin monofosfát (AMP).

Klíčem k výrobě energie je fosfátové skupiny. Rozbití fosfátové vazby je exotermická reakce. Když ATP ztratí jednu nebo dvě fosfátové skupiny, uvolní se energie. Uvolní se více energie, která rozbije první fosfátovou vazbu, než druhou.

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

Uvolněná energie je spojena s endotermickou (termodynamicky nepříznivou) reakcí, aby jí poskytla aktivační energie potřeba pokračovat.

ATP objevili v roce 1929 dva nezávislé soubory vědců: Karl Lohmann a také Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd poprvé syntetizoval molekulu v roce 1948.

Co je ATP důležitou molekulou v metabolismu?

Existují v podstatě dva důvody, proč je ATP tak důležitý:

1. Je to jediná chemická látka v těle, kterou lze přímo použít jako energii.
2. Před použitím je třeba jiné formy chemické energie převést na ATP.

Dalším důležitým bodem je, že ATP je recyklovatelný. Pokud by byla molekula spotřebována po každé reakci, nebylo by to pro metabolismus praktické.

• Chcete zapůsobit na své přátele? Naučte se název IUPAC pro adenosintrifosfát. Je to [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopurin-9-yl) -3,4-dihydroxyoxolan- 2-yl] methyl (hydroxyfosfonooxyfosforyl) hydrogenfosfát.
• Zatímco většina studentů studuje ATP, protože se týká metabolismu zvířat, molekula je také klíčovou formou chemická energie v rostlinách.
• Hustota čistého ATP je srovnatelná s hustotou vody. Je to 1,04 gramu na centimetr krychlový.
• Bod tání čistého ATP je 187 ° C.