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化學(xué)性質(zhì)

ATP由腺苷和三個(gè)磷酸基所組成，化學(xué)式C 10 H 16 N 5 O 13 P 3 ，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式C 10 H 8 N 4 O 2 NH 2 (OH) 2 (PO 3 H) 3 H，分子量507.184。三個(gè)磷酸基團(tuán)從腺苷開始被編為α、β和γ磷酸基。ATP的化學(xué)名稱為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。

ATP在非緩沖水溶液中不穩(wěn)定，會(huì)水解為ADP和磷酸。這是因?yàn)锳TP分子中的P-O-P鍵比形成的磷酸鍵能小，且產(chǎn)生了產(chǎn)物間和水間的氫鍵釋放能量，使得反應(yīng)放熱而自發(fā)進(jìn)行。在ATP與ADP的水溶液的化學(xué)平衡中，ATP最終會(huì)幾乎完全轉(zhuǎn)化為ADP。在達(dá)到平衡以前，發(fā)生該水解反應(yīng)整個(gè)系統(tǒng)吉布斯能變化量小于零，這意味著該體系可以對(duì)外界做非體積功。事實(shí)上，活細(xì)胞會(huì)通過呼吸作用維持ATP的濃度在ADP的五倍左右。在這種條件下，ATP水解提供的能量足以供其合成代謝所需。

生物合成

在細(xì)胞中ATP的摩爾濃度通常是1-10mM。 ATP可通過多種細(xì)胞途徑產(chǎn)生。最典型的如在線粒體中通過氧化磷酸化由三磷酸腺苷合酶合成，或者在植物的葉綠體中通過光合作用合成。ATP合成的主要能源為葡萄糖和脂肪酸。每分子葡萄糖先在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中產(chǎn)生2分子丙酮酸同時(shí)產(chǎn)生2分子ATP，最終在線粒體中通過三羧酸循環(huán)（或稱檸檬酸循環(huán)）產(chǎn)生最多38分子ATP。

糖解途徑

在糖解途徑（Glycolytic Pathway）中，一個(gè)葡萄糖分子被分解，反應(yīng)過程中生成兩個(gè)ATP分子，反應(yīng)式為：

三羧檸檬酸循環(huán)途徑(又名"檸檬酸循環(huán)")

  三羧酸循環(huán)

在線粒體中，丙酮酸被氧化為乙酰輔酶A，經(jīng)精確控制的“燃燒”會(huì)產(chǎn)生總和為兩個(gè)ATP分子的能量。 三羧酸循環(huán)（檸檬酸循環(huán)）全部反映的 總和 可表示為：

 氣相，鎂-ATP，360度旋轉(zhuǎn)。

β-氧化

脂肪酸也可以由β-氧化分解為乙酰輔酶A。每個(gè)β-氧化的循環(huán)為乙酸長(zhǎng)鏈脫去兩個(gè)碳原子并制造各一個(gè)NADH和FADH 2 分子，可以用于氧化磷酸化分解產(chǎn)生ATP。

無氧分解

無氧分解或稱發(fā)酵是和糖酵解有些相似的過程。這個(gè)過程需要在沒有O 2作為電子受體時(shí)產(chǎn)生能量。在大部分真核生物體內(nèi)，葡萄糖同時(shí)被作為能量?jī)?chǔ)存單位和電子供體。從葡萄糖分解為乳酸的方程式為：

ATP循環(huán)

人體中ATP的總量只有大約0.1摩爾。人體每天的能量需要水解100-150摩爾的ATP即相當(dāng)于50至75千克。這意味著人一天將要分解掉相當(dāng)于他體重的ATP。所以每個(gè)ATP分子每天要被重復(fù)利用1000-1500次。ATP不能被儲(chǔ)存，因?yàn)锳TP在合成后必須于短時(shí)間內(nèi)被消耗。

ATP檢測(cè)

由于所有存活的生物（包括微生物）體內(nèi)都含ATP，而其含量幾乎十分穩(wěn)定，所以于環(huán)境中采集標(biāo)本并計(jì)量ATP含量，可以間接反映環(huán)境中微生物的數(shù)量。這對(duì)于餐飲業(yè)，食品制造及加工業(yè)（如奶制品廠），醫(yī)療業(yè)等對(duì)微生物控制比較著緊的行業(yè)，ATP測(cè)量提供了一個(gè)十分便利方案。 ATP估量只要數(shù)分鐘就可完成，相反，傳統(tǒng)的細(xì)菌培養(yǎng)測(cè)試動(dòng)輒要2至4天才完成，其時(shí)受污染產(chǎn)品已流出市面。ISO 22000食品安全管理系統(tǒng)的危害分析重要管制點(diǎn)(HACCP)體系都建議使用這實(shí)時(shí)評(píng)估方法。

其它三磷酸苷

活細(xì)胞中也有其他的高能三磷酸鹽如三磷酸鳥苷。能量可以在這些三磷酸鹽和ATP中由磷酸激酶催化反應(yīng)之類的反應(yīng)轉(zhuǎn)移：當(dāng)磷酸鍵被水解的時(shí)候能量就會(huì)被釋放。這種能量可以被多種酶、肌動(dòng)蛋白和運(yùn)輸?shù)鞍子糜诩?xì)胞的活動(dòng)。水解還會(huì)生成自由的磷酸鹽和二磷酸腺苷。二磷酸腺苷又可以被進(jìn)一步水解為另一個(gè)磷酸離子和一磷酸腺苷。ATP也可以被直接水解為一磷酸腺苷和焦磷酸鹽，這個(gè)反應(yīng)在水溶液中是高效的不可逆反應(yīng)。

ADP與GTP的反應(yīng)

ATP可能會(huì)被作為納米技術(shù)和灌溉的能源。人工心臟起搏器可能受益于這種技術(shù)而不再需要電池提供動(dòng)力。

參見

二磷酸腺苷（ADP）

一磷酸腺苷（AMP）

環(huán)磷腺苷（cAMP）

三磷酸腺苷合酶

腺苷三磷酸酶

三磷酸腺苷水解

檸檬酸循環(huán)（也被稱為克雷伯氏循環(huán)或克氏循環(huán)）

磷酸原

硫酯

ATP熱化學(xué)

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