3.20
三磷酸腺苷(ATP)是细胞内最重要的能量载体,可为多种生物化学过程提供能量。
ATP 是一种有机化合物,由一个腺苷分子(用 A 表示)与三个磷酸基团(用 P 表示)相连构成。这三个磷酸基团之间通过两个高能磷酸酐键连接。这些键的水解反应可释放约 46 至 54 千焦/摩尔的自由能,具体数值取决于细胞内的条件。
由于将磷酸基团连接到ADP分子上在能量上是不利的,细胞需通过光合作用或细胞呼吸获取能量,以形成ADP与第三个磷酸基团之间的磷酸酐键。
相反,在需要能量时,ATP 会水解生成无机磷酸盐和一分子 ADP。这一在能量上有利的反应可与其他不利反应相偶联,其中释放的磷酸基团被转移至反应物,从而形成新的产物。
此外,ATP水解释放的能量可驱动跨膜转运溶质的泵,同时也为肌肉收缩和神经元信号传导通路提供动力。
ATP 是一种极其不稳定的分子。除非将其迅速用于做功,否则 ATP 会自发分解成 ADP 和无机磷酸盐(Pi),在此过程中释放的自由能会以热量的形式散失。ATP 水解过程中所释放的能量用于在细胞内做功,这取决于一种称为能量耦合的过程。细胞能够将 ATP 水解的放能反应与吸能反应结合起来,从而使得它们…