ATP構造および生物学的役割。 ATP機能

私たちの体のすべての細胞は、生化学反応の場所の何百万を取ります。 彼らは、多くの場合、エネルギーを必要とする種々の酵素によって触媒されます。 それが取るのセルはどこですか？ エネルギーの主要な源 - この質問は、ATPの分子の構造を考慮して回答することができます。

ATP - エネルギーの普遍的な源

ATPはアデノシン、またはアデノシン三リン酸の略です。 物質は、すべての細胞のエネルギーの二つの最も重要な源の一つです。 ATPの構造および生物学的役割は密接に関連しています。 ほとんどの生化学反応は特にで、唯一の物質の分子が参加して行うことができる プラスチック製の新陳代謝。 しかし、ATPはめったに直接任意のプロセスが発生したため、反応に関与しないが、それが中に収容され、エネルギーを必要と する化学結合 ATP。

リン酸基との間の結果として得られる接続は、エネルギーの膨大な量を負担するような物質の分子の構造。 したがって、そのような通信は、高エネルギーまたはmakroenergeticheskimi（多く=マクロ多数）と呼ばれています。 初めて長期エネルギー結合は、科学者F・リップマン導入し、彼らに̴アイコンを指定するために使用することが提案されています。

セルは、ATPの一定レベルを維持することは非常に重要です。 彼らは最も揮発性であり、その機能は、アデノシン三リン酸の高いコンテンツを要求満たすためにこれは、筋肉細胞と神経線維の特に特徴的です。

ATPの分子の構造

リボースおよびアデニン残基：ATPは、3つの要素から成る リン酸。

リボース -ペントース基を意味する炭水化物。 このサイクルに含まれているリボース5個の炭素原子の組成ことを意味します。 リボースは、第1の炭素原子にアデニンβ-N-グリコシド結合で連結されています。 また、5番目の炭素原子においてリン酸のペントース残基に結合。

アデニン-窒素塩基。 リボースに添付の塩基性窒素の種類、孤立GTP（グアノシン三リン酸）として、TTP（チミジン）、CTP（シチジン三リン酸）とUTP（ウリジン三リン酸）によって異なります。 すべてのこれらの物質は、アデノシン三リン酸と構造が類似しており、ほぼ同じ機能を実行するが、それらは、細胞中で発見されたあまり一般的です。

リン酸の残基です。 リボースを最大化するためには、リン酸の3つの残基に参加することができます。 それらの二つだけ1つが、それぞれ、ADP（二リン酸）およびAMP（一リン酸）と呼ばれる物質。 これは、エネルギーの60キロジュールから40の破裂の際に放出されたリン残基makroenergeticheskie接続、の間で締結されています。 エネルギーの120キロジュール - 2つの結合が壊れている場合は、少なくとも、80スタンド。 リボース部分とリンとの間のブレーク通信で行って2つだけの三リン酸分子macroergic接続（P̴̴F P）のみ13.8キロジュールを解除され、ADPの分子内 - オン（P̴P）。

ここではATPの構造の特徴があるものです。 リン酸残基間連結makroenergeticheskaya結合構造及びATP機能を形成するという事実によります。

ATP分子の構造および生物学的役割。 アデノシン三リン酸の追加機能

エネルギーのほかに、ATPは、細胞内の他の多くの機能を実行することができます。 核酸の構築に関与する他のヌクレオチド三リン酸三リン酸と一緒に。 この場合、ATP、GTP、TTP、CTP及びUTPは、窒素塩基のプロバイダーです。 このプロパティは、のプロセスで使用されているDNAの複製および転写。

ATPは、イオンチャネルのためにも必要です。 例えば、のNa-Kチャネルは、細胞からのナトリウム3つの分子ポンプ、細胞内カリウム2分子をポンピングします。 このイオン電流は、膜の外表面上に正電荷を維持するために必要とされる、とのみATPチャンネルを使用して適切に機能することができます。 同じことは、陽子とカルシウムチャネルに適用されます。

cAMPは信号得られた細胞膜受容体を送信するだけでなく、アロステリックエフェクターである - ATPは、二次メッセンジャーのcAMP（サイクリックアデノシン一リン酸）の前駆体です。 アロステリックエフェクターは - スピードアップや酵素反応を遅くする物質です。 したがって、環状アデノシンは、細菌の細胞へのラクトースの切断を触媒する酵素を阻害します。

ATP分子自体もアロステリックエフェクターであることができます。 三リン酸は、反応を促進する場合は、その逆二リン酸を阻害し、そしてようにまた、そのようなプロセスにおいて、アンタゴニストATP ADPが作用します。 これらは、ATPの機能と構造です。

ATPは、細胞内に形成されたよう

ATPの機能と構造は、物質の分子を迅速に使用され、破壊されているようなものです。 したがって、三リン酸の合成は、 - 細胞内のエネルギー形成の重要なプロセスです。

アデノシン三リン酸の合成のために最も重要な3つの方法があります。

基質リン酸化1.。

2.酸化的リン酸化。

3.リン酸化。

基質リン酸化は、細胞の細胞質において生じる複数の反応に基づいています。 嫌気性段階-これらの反応は、解糖と呼ばれ、好気呼吸。 結果として、1つのグルコース分子から解糖の1つの周期を二つの分子によって合成された ピルビン酸は、 さらにエネルギーを生成するために使用される、及び、二つのATPが合成されます。

• C ₆ H ₁₂ O ₆ + + 2ADF 2FN - > 2C ₃ H ₄ O ₃ + 4H + 2ATF。

酸化的リン酸化。 細胞の呼吸

酸化的リン酸化は、 - 膜の電子伝達鎖における電子の移動によるATPの形成です。 プロトン勾配のような移動の結果として膜の一面に形成され、タンパク質積分ATPシンターゼのセットを使用して分子を構築です。 プロセスは、ミトコンドリア膜で行われます。

ミトコンドリアにおける解糖および酸化的リン酸化のステップのシーケンスは、呼吸と呼ばれる一般的なプロセスです。 セル36中のグルコース1つの分子から完全なサイクル後にATP分子から形成されています。

photophosphorylation

リン酸化プロセスは、 - これは、唯一の違いと同じ酸化的リン酸化である：リン酸化反応は、光の影響下で葉緑体細胞で起こります。 緑色植物、藻類および一部の細菌からエネルギーを得るための基本的なプロセス - ATPは、光合成、光段階で生成しました。

同一の電子輸送鎖のための光合成の過程でプロトン勾配が得られる、電子を渡します。 膜の一方の側のプロトンの濃度は、ATP合成の源です。 酵素ATPシンターゼによって運ばれる分子を組み立てます。

ATPについての興味深い事実

- 平均セルは、アデノシン三リン酸の総質量の0.04％を含有します。 しかし、最も重要なのは、筋肉細胞で観察された：0.2から0.5パーセントを。

- セルでは、ATPが約10億分子。

- 各分子は1分以上に住んでいません。

- 一つのATP分子が2000-3000回毎日更新されます。

- 要するに、人体の一日あたり40キロアデノシン三リン酸を合成し、そして各時点でATPのストックを250 gであります

結論

ATPの構造とその分子の生物学的役割は、密接に関連しています。 リン酸残基間のエネルギー結合に大量のエネルギーが含まれているため、物質は、人生の過程で重要な役割を果たしています。 ATPは細胞内で多くの機能を実行し、したがって、物質の一定濃度を維持することが重要です。 内訳および合成、すなわち、高速で行っている。。エネルギー関係は絶えず生化学反応に使用されているために。 それは、体内の任意の細胞の必須成分です。 ここでは、おそらく、すべてのことは構造がATPであるかについて言うことができます。