ATP-definisjon og viktighet i metabolisme

Adenosintrifosfat eller ATP kalles ofte energivalutaen i cellen fordi dette molekylet spiller en nøkkelrolle i metabolismen, spesielt i energioverføring i celler. Molekylet virker for å koble energien fra eksergonisk og endergonic prosesser, noe som gjør energisk ugunstige kjemiske reaksjoner i stand til å fortsette.

Adenosintrifosfat brukes til å transportere kjemisk energi i mange viktige prosesser, inkludert:

• aerob respirasjon (glykolyse og sitronsyresyklusen)
• gjæring
• celledeling
• fotofosforylering
• bevegelighet (f.eks. forkorting av myosin og aktinfilament tverrbroer samt cytoskelettkonstruksjon)
• eksocytose og endocytose
• fotosyntese
• protein syntese

I tillegg til metabolske funksjoner, er ATP involvert i signaloverføring. Det antas å være nevrotransmitteren som er ansvarlig for sensasjonen av smak. Den menneskelige sentrale og perifert nervesystemer spesielt avhengig av ATP-signalering. ATP tilsettes også nukleinsyrer under transkripsjon.

ATP blir kontinuerlig resirkulert, snarere enn brukt. Det konverteres tilbake til forløpermolekyler, så det kan brukes igjen og igjen. Hos mennesker er for eksempel mengden ATP som resirkuleres daglig, omtrent den samme som kroppsvekt, selv om det gjennomsnittlige mennesket bare har omtrent 250 gram ATP. En annen måte å se på det er at et enkelt molekyl med ATP blir resirkulert 500-700 ganger hver dag. Når som helst i tiden er mengden ATP pluss ADP ganske konstant. Dette er viktig siden ATP ikke er et molekyl som kan lagres for senere bruk.

ATP kan produseres fra enkle og komplekse sukkerarter såvel som fra lipider via redoksreaksjoner. For at dette skal skje, må karbohydratene først brytes ned i enkle sukkerarter, mens lipidene må brytes inn i fettsyrer og glyserol. Imidlertid er ATP-produksjonen sterkt regulert. Produksjonen kontrolleres via substratkonsentrasjon, tilbakemeldingsmekanismer og allosterisk hindring.

Som indikert med det molekylære navnet, består adenosintrifosfat av tre fosfatgrupper (tri-prefiks før fosfat) koblet til adenosin. Adenosin lages ved å feste 9 ' nitrogenatom av purinbasen adenin til 1 'karbon i pentosesukker ribosen. Fosfatgruppene er knyttet sammen og oksygen fra et fosfat til 5'-karbonet i ribosen. Fra og med gruppen nærmest ribosesukkeret heter fosfatgruppene alfa (α), beta (β) og gamma (γ). Å fjerne en fosfatgruppe resulterer i adenosindifosfat (ADP) og fjerne to grupper produserer adenosinmonofosfat (AMP).

Nøkkelen til energiproduksjon ligger hos fosfatgrupper. Å bryte fosfatbindingen er en eksoterm reaksjon. Så når ATP mister en eller to fosfatgrupper, frigjøres energi. Mer energi frigjøres ved å bryte den første fosfatbindingen enn den andre.

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

Energien som frigjøres kobles til en endotermisk (termodynamisk ugunstig) reaksjon for å gi den aktiveringsenergi nødvendig for å fortsette.

ATP ble oppdaget i 1929 av to uavhengige sett med forskere: Karl Lohmann og også Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd syntetiserte molekylet først i 1948.

Hva er ATP en viktig molekyl i metabolisme?

Det er egentlig to grunner til at ATP er så viktig:

1. Det er det eneste kjemikaliet i kroppen som kan brukes direkte som energi.
2. Andre former for kjemisk energi må konverteres til ATP før de kan brukes.

Et annet viktig poeng er at ATP er resirkulerbar. Hvis molekylet ble brukt opp etter hver reaksjon, ville det ikke være praktisk for metabolisme.

• Vil du imponere vennene dine? Lær IUPAC-navnet for adenosintrifosfat. Det er [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopurin-9-yl) -3,4-dihydroxyoxolan- 2-yl] metyl (hydroksyfosfonoksyfosforyl) hydrogenfosfat.
• Mens de fleste studenter studerer ATP når det gjelder dyremetabolisme, er molekylet også nøkkelformen for kjemisk energi i planter.
• Tettheten av ren ATP er sammenlignbar med vann. Det er 1,04 gram per kubikkcentimeter.
• Smeltepunktet av ren ATP er 368,6 ° F (187 ° C).