三磷酸腺苷

三磷酸腺苷ATP)是一种核苷酸,在细胞中作为一种辅酶使用。它通常被称为 "货币的分子单位"。ATP在细胞内为新陈代谢输送化学能量。

每个细胞都使用ATP作为能量。它由一个碱(腺嘌呤)和三个磷酸盐基团组成。一个ATP分子包含三个磷酸盐基团,它由ATP合成酶从无机磷酸盐和二磷酸腺苷(ADP,二指两个磷酸盐基团)或单磷酸腺苷(AMP)产生。

ATP的分子结构。Zoom
ATP的分子结构。

使用方法

ATP分子的用途非常广泛,这意味着它可以用于许多方面。能量被储存在它的化学键中。

当ATP与另一个磷酸盐结合时,能量被储存起来,以后可以使用。换句话说,当结合时,能量被储存起来。这是一个内热反应。

当ATP与磷酸基团断裂并成为ADP时,能量被释放。换句话说,当一个键被打破时,能量被释放。这是一个放热反应。

ATP磷酸盐交换是一个几乎永无止境的循环,只有在细胞死亡时才停止。

细胞中的功能

ATP是大多数细胞功能的主要能量来源。这包括大分子的合成,包括DNARNA(见下文),以及蛋白质的合成。ATP还在大分子跨越细胞膜的主动运输中起着关键作用,如外吞和内吞。

DNA和RNA的合成

在所有已知的生物体中,构成DNA的脱氧核苷酸是通过核糖核苷酸还原酶(RNR)对其相应的核糖核苷酸的作用合成的。这些酶通过去除氧气将糖的残基从核糖还原成脱氧核糖。

在核酸RNA的合成中,ATP是由RNA聚合酶直接并入RNA分子的四种核苷酸之一。驱动这种聚合的能量来自于裂解一个焦磷酸(两个磷酸基团)。在DNA的生物合成中,这种舞蹈是类似的,只是ATP在纳入DNA之前被还原成脱氧核苷酸dATP。

历史

  • ATP是在1929年由卡尔-洛曼和詹德拉西克发现的,并由哈佛大学医学院的赛勒斯-菲斯克和耶拉普拉加达-苏巴-拉奥独立发现。这两个团队都在为寻找磷的检测方法而相互竞争。
  • 1941年,弗里茨-阿尔伯特-利普曼(Fritz Albert Lipmann)提出,它是细胞中产生能量的反应和需要能量的反应之间的中介。
  • 它是由亚历山大-托德于1948年在实验室首次合成(创造)的。
  • 1997年的诺贝尔化学奖被分割开来,一半给了保罗-D-博耶和约翰-E-沃克,以表彰他们对三磷酸腺苷(ATP)合成的酶学机制的阐释,另一半给了延斯-C-斯库,以表彰他们首次发现了一种离子传输酶--Na+, K+ -ATP酶

问题和答案

问:什么是三磷酸腺苷?
答:三磷酸腺苷(ATP)是生物用来储存和传递能量的一种化学物质。

问:ATP 在生物体内的作用是什么?
答:ATP 在生物体内的作用是储存能量并将其传递给需要的细胞。

问:细胞如何获得能量?
答:细胞通过分解 ATP 分子释放储存的能量来获得能量。

问:所有生物都制造 ATP 吗?
答:是的,所有生物都制造 ATP 以储存和传递能量。

问:为什么细胞需要 ATP 才能更努力地工作?
答:细胞需要更多的能量来运作,而 ATP 正是提供这种能量的分子,因此 ATP 对于更努力工作的细胞来说是必要的。

问:没有 ATP,生物还能生存吗?
答:不能,生物不能没有 ATP,因为它是为所有细胞过程提供能量的分子。

问:当 ATP 分子破裂时会发生什么?
答:当 ATP 分子破裂时,储存的能量被释放出来,并被细胞用于各种过程。

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