三磷酸腺苷(ATP)

三磷酸腺苷（ATP）

在生物化学中，三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate, [ə'denəsiːn][traɪ'fɒsfeɪt]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。

三磷酸腺苷，也称作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸。

目录

1 化学性质

∙ 2 生物合成

o 2.1 糖酵解途径

o 2.2 三羧酸循环途径

o 2.3 β-氧化

o 2.4 无氧分解

∙ 3 生物作用

o 3.1 细胞通讯

∙ 4 ATP循环

∙ 5 其它三磷酸苷

o 5.1 ADP与GTP的反应

6 注释

化学性质

ATP由腺苷和三个磷酸基所组成，化学式C10H16N5O13P3，结构简式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。

生物合成

在细胞中ATP的摩尔浓度通常是1-10mM。[1] 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三磷酸腺苷合酶合成，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。每分子葡萄糖先在细胞质基质中产生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（或称柠檬酸循环）产生最多36分子ATP。

糖酵解途径

主条目：糖酵解

在糖酵解途径（Glycolytic Pathway）中，一个葡萄糖分子被分解为两个ATP分子，反应式为：

C6H12O6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2 H3PO4→2 NADH + 2 C3H4O3 + 2 ATP + 2 H2O + 2 H+

三羧酸循环途径

主条目：三羧酸循环和氧化磷酸化

在线粒体中，丙酮酸被氧化为乙酰辅酶A，经精确控制的“燃烧”会产生总和为两个ATP分子的能量。三羧酸循环（柠檬酸循环）全部反映的总和可表示为：

Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + P i + 2 H2O →CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2

β-氧化

主条目：β-氧化

脂肪酸也可以由β-氧化分解为乙酰辅酶A。每个β-氧化的循环为乙酸长链脱去两个碳原子并制造各一个

NADH和FADH2分子，可以用于氧化磷酸化分解产生

ATP。

无氧分解

主条目：发酵

无氧分解或称发酵是和糖酵解有些相似的过程。这个过

程需要在没有O2作为电子受体时产生能量。在大部分

真核生物体内，葡萄糖同时被作为能量储存单位和电子

供体。从葡萄糖分解为乳酸的方程式为：

C 6H12O6 2CH3CH(OH)COOH + 2 ATP

生物作用

细胞通讯

ATP循环

人体中ATP的总量只有大约0.1摩尔。人体每天的能量需要水解100-150摩尔的ATP即相当于50至75千克。这意味

着人一天将要分解掉相当于他体重的ATP。所以每个ATP 分子每天要被重复利用1000-1500次。ATP不能被储存，因为ATP在合成后必须于短时间内被消耗。

其它三磷酸苷

活细胞中也有其他的高能三磷酸盐如三磷酸鸟苷。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

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受益于这种技术而不再需要电池提供动力。