ATP määratlus ja olulisus ainevahetuses

Adenosiintrifosfaati või ATP nimetatakse sageli raku energiavääringuks, kuna sellel molekulil on võtmeroll ainevahetuses, eriti rakkudes energia ülekandmisel. Molekul ühendab energia eksergooniline ja endergonic protsessid, muutes energeetiliselt ebasoodsad keemilised reaktsioonid võimeliseks toimuma.

Adenosiintrifosfaati kasutatakse keemilise energia transportimiseks paljudes olulistes protsessides, sealhulgas:

• aeroobne hingamine (glükolüüs ja sidrunhappe tsükkel)
• käärimine
• raku jagunemine
• fotofosforüülimine
• liikuvus (nt müosiini ja aktiini filamentide ristsildade lühenemine, aga ka tsütoskeleti ehitus)
• eksotsütoos ja endotsütoos
• fotosüntees
• valkude süntees

Lisaks metaboolsetele funktsioonidele osaleb ATP ka signaali ülekandes. Arvatakse, et see on maitsetundlikkuse eest vastutav neurotransmitter. Inimese keskne ja perifeerne närvisüsteemtugineb eriti ATP signaalimisele. Nukleiinhapetele lisatakse transkriptsiooni ajal ka ATP.

ATP on ringlussevõetud, mitte kulutatud. See muundatakse tagasi eelkäijamolekulideks, nii et seda saab uuesti ja uuesti kasutada. Näiteks inimestel on päevas ringlussevõetud ATP kogus umbes sama suur kui kehakaal, ehkki keskmisel inimesel on ATP vaid umbes 250 grammi. Teine võimalus seda vaadata on see, et ühte ATP molekuli ringlusse võetakse 500–700 korda päevas. ATP ja ADP summa on igal ajahetkel üsna konstantne. See on oluline, kuna ATP ei ole molekul, mida saab hilisemaks kasutamiseks säilitada.

ATP võib toota lihtsatest ja keerukatest suhkrutest, samuti lipiididest redoksreaktsioonide kaudu. Selle tekkimiseks tuleb süsivesikud kõigepealt jaotada lihtsateks suhkruteks, lipiidid aga osadeks rasvhapped ja glütserool. Kuid ATP tootmine on väga reguleeritud. Selle tootmist kontrollitakse substraadi kontsentratsiooni, tagasisidemehhanismide ja allosteeriliste takistuste kaudu.

Nagu osutab molekulaarne nimetus, koosneb adenosiintrifosfaat kolmest adenosiiniga ühendatud fosfaadirühmast (tri-eesliide enne fosfaati). Adenosiini valmistamiseks kinnitatakse 9 ' lämmastikuaatom puriinaluse adeniini sisaldus pentoosisuhkru riboosi 1'-süsiniku suhtes. Fosfaatrühmad on ühendatud ühendades ja fosfaadist hapnikku riboosi 5'-süsinikuga. Alustades riboosisuhkrule kõige lähedasemast rühmast, nimetatakse fosfaatrühmi alfa (α), beeta (β) ja gamma (γ). Fosfaatrühma eemaldamisel saadakse adenosiindifosfaat (ADP) ja kahe rühma eemaldamisel saadakse adenosiinmonofosfaat (AMP).

Energiatootmise võti peitub fosfaatrühmad. Fosfaatsideme purunemine on eksotermiline reaktsioon. Niisiis, kui ATP kaotab ühe või kaks fosfaatrühma, vabaneb energia. Esimese fosfaatsideme purustamisel eraldub rohkem energiat kui teisel.

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

Vabanenud energia ühendatakse endotermilise (termodünaamiliselt ebasoodsa) reaktsiooniga, et anda sellele aktiveerimise energia vaja edasi minna.

ATP avastasid 1929. aastal kaks sõltumatut teadlaste rühma: Karl Lohmann ja ka Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd sünteesis molekuli esmakordselt 1948. aastal.

Mis on ATP ainevahetuse oluline molekul?

Põhimõtteliselt on kaks põhjust, miks ATP on nii oluline:

1. See on ainus kehas sisalduv kemikaal, mida saab otseselt energiana kasutada.
2. Muud keemilise energia vormid tuleb enne nende kasutamist muuta ATP-ks.

Veel üks oluline punkt on see, et ATP on ringlussevõetav. Kui molekul oleks pärast iga reaktsiooni ära kasutatud, ei oleks see ainevahetuse jaoks otstarbekas.

• Kas soovite oma sõpradele muljet avaldada? Siit saate teada adenosiintrifosfaadi IUPAC-i nime. See on [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopuriin-9-üül) -3,4-dihüdroksüoksüolaan- 2-üül] metüül (hüdroksüfosfonooksüfosforüül) vesinikfosfaat.
• Kuigi enamik õpilasi uurib ATP-d, kuna see on seotud loomade metabolismiga, on molekul ka selle peamine vorm keemiline energia taimedes.
• Puhta ATP tihedus on võrreldav vee tihedusega. See on 1,04 grammi kuupsentimeetri kohta.
• Sulamistemperatuur puhta ATP väärtus on 187 ° C (368,6 ° F).