Adenosintrifosfát

adenosintrifosfát

Všeobecné
Zkratky ATP ( anglicky  ATP )
Chem. vzorec C10H16N5O13P3 _ _ _ _ _ _ _ _ _
Fyzikální vlastnosti
Molární hmotnost 507,18 g/ mol
Tepelné vlastnosti
Teplota
 • rozklad 144 °C [1]
Chemické vlastnosti
Rozpustnost
 • ve vodě rozpustnost ve vodě (20 °C) - 5 g/100 ml
Klasifikace
Reg. Číslo CAS 56-65-5
PubChem 5957
Reg. číslo EINECS 200-283-2
ÚSMĚVY   Nc1ncnc2c1ncn2C3OC(OP(=O)(O)OP(=O)(O)OP(=O)(O)O)C(O)C3O
InChI   InChI=1S/C10H16N5O13P3/c11-8-5-9(13-2-12-8)15(3-14-5)10-7(17)6(16)4(26-10)1-25- 30(21,22)28-31(23,24)27-29(18,19)20/h2-4,6-7,10,16-17H,1H2,(H,21,22)(H,23,24)(H2,11,12,13)( H2,18,19,20)/t4-,6-,7-,10-/m1/s1ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N
CHEBI 15422
ChemSpider 5742
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Adenosintrifosfát nebo adenosintrifosfát (zkr. ATP , angl.  ATP ) - nukleosidtrifosfát , který má velký význam v metabolismu energie a látek v organismech. ATP je univerzálním zdrojem energie pro všechny biochemické procesy probíhající v živých systémech, zejména pro tvorbu enzymů. K objevu této látky došlo v roce 1929 skupinou vědců Karl Loman , Cyrus Fiske a Yellapragada Subbarao [2] a v roce 1941 Fritz Lipman ukázal, že ATP je hlavním energetickým nosičem v buňce [3] .

Struktura

ATP se skládá z adeninu , připojeného 9 atomem dusíku k 1' atomu uhlíku cukru ( ribóza ), který je zase připojen k 5' atomu uhlíku cukru k trifosfátové skupině . V mnoha metabolických reakcích zůstávají adeninové a cukerné skupiny nezměněny, ale trifosfát je přeměněn na di- a monofosfát, čímž vznikají deriváty ADP a AMP . Tyto tři fosforylové skupiny jsou označeny alfa (a), beta (p) a pro koncový fosfát gama (y).

V neutrálním roztoku existuje ionizovaný ATP převážně ve formě ATP 4− , s malým podílem ATP 3− [4] .

Vazba kovových kationtů na ATP

Jelikož je ATP polyaniontový a obsahuje potenciálně chelatující polyfosfátovou skupinu, váže kovové kationty s vysokou afinitou. Vazebná konstanta pro Mg 2+ je (9554) [5] . Vazba dvojmocného kationtu, téměř vždy hořčíku, silně ovlivňuje interakci ATP s různými proteiny. Vzhledem k síle interakce ATP-Mg 2+ existuje ATP v buňce převážně ve formě komplexu s Mg 2+ spojeným s fosfátovo-kyslíkovými centry [4] [6] .

Druhý iont hořčíku je kritický pro vazbu ATP v kinázové doméně [7] . Přítomnost Mg 2+ reguluje aktivitu kinázy [8] .

Chemické vlastnosti

Systematický název ATP:

9-p-D-ribofuranosyladenin-5'-trifosfát , nebo 9-P-D-ribofuranosyl-6-amino-purin-5'-trifosfát .

Chemicky je ATP trifosfátový ester adenosinu, což je derivát adeninu a ribózy .

Purinová dusíkatá báze  - adenin - je spojena β-N-glykosidickou vazbou s 1'-uhlíkem ribózy. Tři molekuly kyseliny fosforečné jsou připojeny k 5'-uhlíku ribózy , označené písmeny: α, β a γ.

ATP označuje takzvané makroergické sloučeniny , tedy chemické sloučeniny obsahující vazby, při jejichž hydrolýze se uvolňuje značné množství energie. Hydrolýza makroergických vazeb molekuly ATP, doprovázená eliminací 1 nebo 2 zbytků kyseliny fosforečné, vede k uvolnění podle různých zdrojů od 40 do 60 kJ/mol .

ATP + H 2 O → ADP + H 3 PO 4 + energie ATP + H 2 O → AMP + H 4 P 2 O 7 + energie

Uvolněná energie se využívá v různých energeticky náročných procesech.

Role v těle

Hlavní role ATP v těle je spojena s poskytováním energie pro četné biochemické reakce. Jako nosič dvou vysokoenergetických vazeb slouží ATP jako přímý zdroj energie pro mnoho energeticky náročných biochemických a fyziologických procesů. To vše jsou reakce syntézy komplexních látek v těle: realizace aktivního přenosu molekul přes biologické membrány , včetně vytvoření transmembránového elektrického potenciálu; provádění svalové kontrakce .

Kromě energie plní ATP v těle řadu dalších stejně důležitých funkcí:

Způsoby syntézy

V těle je ATP syntetizován fosforylací ADP :

ADP + H 3 PO 4 + energie → ATP + H 2 O.

Fosforylace ADP je možná třemi způsoby:

První dva způsoby využívají energii oxidovaných látek. Většina ATP se tvoří na mitochondriálních membránách během oxidativní fosforylace H-dependentní ATP syntázou . Substrátová fosforylace ADP nevyžaduje účast membránových enzymů, probíhá v cytoplazmě při glykolýze nebo přenosem fosfátové skupiny z jiných makroergických sloučenin .

Reakce fosforylace ADP a následné využití ATP jako zdroje energie tvoří cyklický proces, který je podstatou energetického metabolismu .

V těle je ATP jednou z nejčastěji aktualizovaných látek; U lidí je tedy životnost jedné molekuly ATP kratší než 1 minuta. Během dne projde jedna molekula ATP v průměru 2000–3000 cyklů resyntézy (lidské tělo syntetizuje asi 40 kg ATP denně, ale v každém okamžiku obsahuje přibližně 250 g), to znamená, že v něm není prakticky žádná rezerva ATP. v těle a pro normální život je nutné neustále syntetizovat nové molekuly ATP.

Viz také

Poznámky

  1. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (anglicky) / W. M. Haynes - 97 - Boca Raton : 2016. - S. 3-10. — ISBN 978-1-4987-5428-6
  2. ↑ Lohmann, K. (1929) Über die Pyrophosphatfraktion im Muskel. Naturwissenschaften 17, 624-625.
  3. ↑ Lipmann F. (1941) Adv. Enzymol. 1, 99-162.
  4. ↑ 1 2 A. C. Storer, A. Cornish-Bowden. Koncentrace MgATP2- a dalších iontů v roztoku. Výpočet skutečných koncentrací druhů přítomných ve směsích asociujících iontů  // The Biochemical Journal. — 10.10.1976. - T. 159 , č.p. 1 . — S. 1–5 . — ISSN 0264-6021 . - doi : 10.1042/bj1590001 .
  5. ↑ JE Wilson, A. Chin. Chelace divalentních kationtů pomocí ATP, studovaná titrační kalorimetrií  // Analytická biochemie. - 15. 2. 1991. - T. 193 , č.p. 1 . — S. 16–19 . — ISSN 0003-2697 . - doi : 10.1016/0003-2697(91)90036-s .
  6. ↑ L. Garfinkel, R. A. Altschuld, D. Garfinkel. Hořčík v metabolismu srdeční energie  // Journal of Molecular and Cellular Cardiology. — 1986-10. - T. 18 , č.p. 10 . — S. 1003–1013 . — ISSN 0022-2828 . - doi : 10.1016/s0022-2828(86)80289-9 .
  7. ↑ P. Saylor, C. Wang, TJ Hirai, JA Adams. Druhý iont hořčíku je kritický pro vazbu ATP v kinázové doméně onkoproteinu v-Fps  // Biochemie. — 1998-09-08. - T. 37 , č.p. 36 . — S. 12624–12630 . — ISSN 0006-2960 . - doi : 10.1021/bi9812672 .
  8. ↑ Xiaofeng Lin, Marina K. Ayrapetov, Gongqin Sun. Charakterizace interakcí mezi aktivním místem protein tyrosin kinázy a aktivátorem dvojmocného kovu  // biochemie BMC. - 23. 11. 2005. - T. 6 . - S. 25 . - ISSN 1471-2091 . - doi : 10.1186/1471-2091-6-25 .

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
 Typy nukleových kyselin
Dusíkaté báze
Nukleosidy
Nukleotidy
RNA
DNA
Analogy
Vektorové typy
 neurotransmitery