Definicija i značaj ATP-a u metabolizmu

Adenozin trifosfat ili ATP često se naziva energetska valuta stanice jer ova molekula igra ključnu ulogu u metabolizmu, posebno u prijenosu energije unutar stanica. Molekula djeluje tako da parira energiju eksergonski i endergonski procese, čineći energetski nepovoljne kemijske reakcije sposobne da se nastave.

Adenozin trifosfat koristi se za transport kemijske energije u mnogim važnim procesima, uključujući:

• aerobno disanje (glikoliza i ciklus limunske kiseline)
• fermentacija
• stanična podjela
• photophosphorylation
• pokretnost (npr. skraćivanje mostova miozina i aktinskih filamentnih filamentova kao i izgradnja citoskeleta)
• eksocitozu i endocitoza
• fotosinteza
• sinteza proteina

Osim metaboličkih funkcija, ATP je uključen u transdukciju signala. Smatra se da je neurotransmiter odgovoran za osjet okusa. Ljudski središnji i periferni živčani sustavposebno se oslanja na ATP signalizaciju. ATP se također dodaje nukleinskim kiselinama tijekom transkripcije.

ATP se kontinuirano reciklira, a ne troši. Pretvara se natrag u molekule prekursora, pa ih je moguće koristiti iznova i iznova. Na primjer, u ljudskim bićima količina ATP-a koji se dnevno reciklira približno je jednaka tjelesnoj težini, iako prosječno ljudsko biće ima samo oko 250 grama ATP-a. Drugi način da se pogleda je da se jedna molekula ATP-a dnevno reciklira 500-700 puta. U bilo kojem trenutku, količina ATP plus ADP je prilično konstantna. Ovo je važno jer ATP nije molekula koja se može pohraniti za kasniju upotrebu.

ATP se može proizvesti iz jednostavnih i složenih šećera, kao i iz lipida putem redoks reakcija. Da bi se to dogodilo, ugljikohidrati se moraju prvo razgraditi na jednostavne šećere, dok se lipidi moraju razgraditi masne kiseline i glicerol. Međutim, proizvodnja ATP-a vrlo je regulirana. Njegova proizvodnja je kontrolirana koncentracijom supstrata, povratnim mehanizmima i alosteričnim preprekama.

Kao što je naznačeno molekularnim nazivom, adenozin trifosfat se sastoji od tri fosfatne skupine (tri prefiksa prije fosfata) spojenih na adenozin. Adenozin se izrađuje vezanjem 9 ' atom dušika od purin baze adenin do 1 'ugljika pentoza šećerne riboze. Fosfatne skupine su spojene, a kisik iz fosfata do 5 'ugljika riboze. Počevši od skupine koja je najbliža šećeru riboze, fosfatne skupine su nazvane alfa (α), beta (β) i gama (γ). Uklanjanje fosfatne skupine rezultira adenozin-difosfatom (ADP) i uklanjanjem dvije skupine stvara adenozin-monofosfat (AMP).

Ključ proizvodnje energije leži na fosfatne skupine. Prekid veze fosfata je an egzotermna reakcija. Dakle, kada ATP izgubi jednu ili dvije fosfatne skupine, oslobađa se energija. Oslobađa se više energije razbijajući prvu fosfatnu vezu nego drugu.

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

Energija koja se oslobađa povezana je s endotermičkom (termodinamički nepovoljnom) reakcijom kako bi se dala energija aktivacije potreban za nastavak.

ATP su otkrile 1929. godine dva neovisna skupa istraživača: Karl Lohmann i Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd je prvi sintetizirao molekulu 1948. godine.

Što je ATP važna molekula u metabolizmu?

Postoje dva razloga zbog kojih je ATP toliko važan:

1. To je jedina kemikalija u tijelu koja se može izravno koristiti kao energija.
2. Ostali oblici kemijske energije moraju se pretvoriti u ATP prije nego što se mogu koristiti.

Druga važna točka je da se ATP može reciklirati. Ako se molekula iskoristi nakon svake reakcije, to ne bi bilo praktično za metabolizam.

• Želite impresionirati svoje prijatelje? Naučite naziv IUPAC za adenosin trifosfat. To je [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopurin-9-il) -3,4-dihidroksioksolan- 2-il] metil (hidroksifosfonooksifosforil) hidrogenfosfat.
• Dok većina studenata proučava ATP jer se odnosi na životinjski metabolizam, molekul je također ključni oblik kemijska energija u biljkama.
• Gustoća čistog ATP-a usporediva je s vodom. To je 1,04 grama po kubičnom centimetru.
• Talište čistog ATP-a je (187 ° C) 368,6 ° F.