三磷酸腺苷
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在生物化学中,三磷酸腺苷(三磷酸腺甙,英文名:Adenosine triphosphate, ATP)是一种核苷酸,作为细胞内能量传递的“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。
ATP是三磷酸腺苷的英文名称缩写。ATP分子的结构是可以简写成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基团,~代表一种特殊的化学键,叫做高能磷酸键,高能磷酸键断裂时,大量的能量会释放出来。ATP可以水解,这实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol,所以说ATP是细胞内一种高能磷酸化合物。
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化学性质
ATP由腺苷和三个磷酸基所组成,分子式C10H16N5O13P3,化学简式C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H,分子量507.184。三个磷酸基团从腺苷开始被编为α、β和γ磷酸基。ATP的化学名称为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。
合成
ATP的立体结构ATP可通过多种细胞途径产生,最典型的如在线粒体中通过氧化磷酸化由ATP合成酶合成,或者在植物的叶绿体中通过光合作用合成。ATP合成的主要能源为葡萄糖和脂肪酸。每分子葡萄糖先在胞液中产生2分子丙酮酸同时产生2分子ATP,最终在线粒体中通过三羧酸循环产生最多36分子ATP。
人体中的ATP
人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔。人体细胞每天的能量需要水解200-300摩尔的ATP,这意味着每个ATP分子每天要被重复利用2000-3000次。ATP不能被储存,因为ATP的合成后必须在短时间内被消耗.
其它三磷酸苷
活细胞中也有其他的高能三磷酸盐如鸟苷三磷酸。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。
ADP与GTP的反应
ADP + GTP→ATP + GDP
二磷酸腺苷 + 三磷酸鸟苷→三磷酸腺苷 + 二磷酸鸟苷
C10H15N5O10P2+C10H16N5O14P3→C10H16N5O13P3+C10H15N5O11P2
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。
三磷酸腺苷是体内广泛存在的辅酶,是体内组织细胞所需能量的主要来源,蛋白质、脂肪、糖和核苷酸的合成都需ATP参与。ATP经腺苷酸环化酶催化形成环磷酸腺苷(cAMP),是细胞内的生物活性物质,对细胞许多代谢过程有重要的调节作用。
ATP为蛋白质、糖原、卵磷脂、尿素等的合成提供能量,促使肝细胞修复和再生,增强肝细胞代谢活性,对治疗肝病有较大针对性。但外源性ATP不易进入细胞,且与体内需要的量比较,可能提供的量微不足道。
基本信息
三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)
【主要成分】三磷酸腺苷。
【药理作用】本品为一种辅酶。有改善肌体代谢的作用,参与体内脂肪、蛋白质、糖、核酸及核苷酸的代谢,同时又是体内能量的主要来源。适用于细胞损伤后细胞酶减退引起的疾病。动物试验发现本品对心肌细胞的电生理有明显作用,可抑制慢反应细胞的钙离子内流,阻断和延长房室结折返环路的前向传导,大剂量尚可阻断房室旁路的折返性,具有增强迷走神经的作用,可用室上性心动过速。
【适应证】室上性心动过速、心力衰竭、心肌炎、心肌梗塞、脑动脉硬化、冠状动脉硬化、急性脊髓灰质炎。
【不良反应】头痛、头昏、出冷汗、胸闷、低血压等。偶可见关节酸痛、荨麻疹等。
【用法用量】肌注或静注:20mg/次,1~3次/日。
【注意事项】1、静注宜缓慢,以免引起头晕、头胀、胸闷、低血压等。2、治疗快速型室上性心律失常时,首剂常用20mg用葡萄糖液稀释至5ml于20秒内快速静滴,若无效则间隔5分钟,再注入30mg,单剂注入量不超过40mg。由于本品在终止室上性发作过程中,可发生多种心律失常和全身反应,尽管是瞬间反应,不需处理,但仍有一定潜在危险,故使用本药时宜连续心电图监测,密切注意病人的全身反应。3、治疗剂量宜小剂量开始,无效时逐渐加量。4、本品对窦房结有明显抑制,故对病窦综合征、窦房结功能不全、老年人慎用或不用。5、部分疗效不确切,应引起注意切勿滥用。
ATP对人体供能
无氧代谢剧烈运动时,体内处于暂时缺氧状态,
在缺氧状态下体内能源物质的代谢过程,称为无氧代谢。它包括以下两个供能系统。
无氧代谢
②乳酸能系统—一般可维持1~3分的肌肉活动
非乳酸能(ATP—CP)系统和乳酸能系统是从事短时间、
剧烈运动肌肉供能的主要方式。ATP释放能量供肌肉收缩的时间仅为1~3秒,
要靠CP分解提供能量,但肌肉中CP的含量也只能够供ATP合成后
分解的能量维持6~8秒肌肉收缩的时间。因此,
进行10秒以内的快速活动主要靠ATP—CP系统供给肌肉收缩时的能量。
乳酸能系统是持续进行剧烈运动时,肌肉内的肌糖元在缺氧状态下进行酵解,
经过一系列化学反应,最终在体内产生乳酸,同时释放能量供肌肉收缩。
这一代谢过程,可供1~3分左右肌肉收缩的时间。
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