三磷酸腺苷
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在生物化學(xué)中,三磷酸腺苷(三磷酸腺甙,英文名:Adenosine triphosphate, ATP)是一種核苷酸,作為細(xì)胞內(nèi)能量傳遞的“分子通貨”,儲(chǔ)存和傳遞化學(xué)能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。
ATP是三磷酸腺苷的英文名稱(chēng)縮寫(xiě)。ATP分子的結(jié)構(gòu)是可以簡(jiǎn)寫(xiě)成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團(tuán),~代表一種特殊的化學(xué)鍵,叫做高能磷酸鍵,高能磷酸鍵斷裂時(shí),大量的能量會(huì)釋放出來(lái)。ATP可以水解,這實(shí)際上是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54kJ/mol,所以說(shuō)ATP是細(xì)胞內(nèi)一種高能磷酸化合物。
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化學(xué)性質(zhì)
ATP由腺苷和三個(gè)磷酸基所組成,分子式C10H16N5O13P3,化學(xué)簡(jiǎn)式C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H,分子量507.184。三個(gè)磷酸基團(tuán)從腺苷開(kāi)始被編為α、β和γ磷酸基。ATP的化學(xué)名稱(chēng)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?! ?/p>
合成
ATP的立體結(jié)構(gòu)ATP可通過(guò)多種細(xì)胞途徑產(chǎn)生,最典型的如在線粒體中通過(guò)氧化磷酸化由ATP合成酶合成,或者在植物的葉綠體中通過(guò)光合作用合成。ATP合成的主要能源為葡萄糖和脂肪酸。每分子葡萄糖先在胞液中產(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(guò)三羧酸循環(huán)產(chǎn)生最多36分子ATP?! ?/p>
人體中的ATP
人體中ATP的總量只有大約0.1摩爾。人體細(xì)胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP,這意味著每個(gè)ATP分子每天要被重復(fù)利用2000-3000次。ATP不能被儲(chǔ)存,因?yàn)锳TP的合成后必須在短時(shí)間內(nèi)被消耗.
其它三磷酸苷
活細(xì)胞中也有其他的高能三磷酸鹽如鳥(niǎo)苷三磷酸。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(lèi)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)輸蛋白用于細(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)?! ?/p>
ADP與GTP的反應(yīng)
ADP + GTP→ATP + GDP
二磷酸腺苷 + 三磷酸鳥(niǎo)苷→三磷酸腺苷 + 二磷酸鳥(niǎo)苷
C10H15N5O10P2+C10H16N5O14P3→C10H16N5O13P3+C10H15N5O11P2
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收益于這種技術(shù)而不再需要電池提供動(dòng)力。
三磷酸腺苷是體內(nèi)廣泛存在的輔酶,是體內(nèi)組織細(xì)胞所需能量的主要來(lái)源,蛋白質(zhì)、脂肪、糖和核苷酸的合成都需ATP參與。ATP經(jīng)腺苷酸環(huán)化酶催化形成環(huán)磷酸腺苷(cAMP),是細(xì)胞內(nèi)的生物活性物質(zhì),對(duì)細(xì)胞許多代謝過(guò)程有重要的調(diào)節(jié)作用。
ATP為蛋白質(zhì)、糖原、卵磷脂、尿素等的合成提供能量,促使肝細(xì)胞修復(fù)和再生,增強(qiáng)肝細(xì)胞代謝活性,對(duì)治療肝病有較大針對(duì)性。但外源性ATP不易進(jìn)入細(xì)胞,且與體內(nèi)需要的量比較,可能提供的量微不足道?! ?/p>
基本信息
三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)
【主要成分】三磷酸腺苷。
【藥理作用】本品為一種輔酶。有改善肌體代謝的作用,參與體內(nèi)脂肪、蛋白質(zhì)、糖、核酸及核苷酸的代謝,同時(shí)又是體內(nèi)能量的主要來(lái)源。適用于細(xì)胞損傷后細(xì)胞酶減退引起的疾病。動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)本品對(duì)心肌細(xì)胞的電生理有明顯作用,可抑制慢反應(yīng)細(xì)胞的鈣離子內(nèi)流,阻斷和延長(zhǎng)房室結(jié)折返環(huán)路的前向傳導(dǎo),大劑量尚可阻斷房室旁路的折返性,具有增強(qiáng)迷走神經(jīng)的作用,可用室上性心動(dòng)過(guò)速。
【適應(yīng)證】室上性心動(dòng)過(guò)速、心力衰竭、心肌炎、心肌梗塞、腦動(dòng)脈硬化、冠狀動(dòng)脈硬化、急性脊髓灰質(zhì)炎。
【不良反應(yīng)】頭痛、頭昏、出冷汗、胸悶、低血壓等。偶可見(jiàn)關(guān)節(jié)酸痛、蕁麻疹等。
【禁忌證】對(duì)本品過(guò)敏、腦出血急性期、病竇綜合征禁用。
【用法用量】肌注或靜注:20mg/次,1~3次/日。
【注意事項(xiàng)】1、靜注宜緩慢,以免引起頭暈、頭脹、胸悶、低血壓等。2、治療快速型室上性心律失常時(shí),首劑常用20mg用葡萄糖液稀釋至5ml于20秒內(nèi)快速靜滴,若無(wú)效則間隔5分鐘,再注入30mg,單劑注入量不超過(guò)40mg。由于本品在終止室上性發(fā)作過(guò)程中,可發(fā)生多種心律失常和全身反應(yīng),盡管是瞬間反應(yīng),不需處理,但仍有一定潛在危險(xiǎn),故使用本藥時(shí)宜連續(xù)心電圖監(jiān)測(cè),密切注意病人的全身反應(yīng)。3、治療劑量宜小劑量開(kāi)始,無(wú)效時(shí)逐漸加量。4、本品對(duì)竇房結(jié)有明顯抑制,故對(duì)病竇綜合征、竇房結(jié)功能不全、老年人慎用或不用。5、部分療效不確切,應(yīng)引起注意切勿濫用?! ?/p>
ATP對(duì)人體供能
無(wú)氧代謝劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),體內(nèi)處于暫時(shí)缺氧狀態(tài),
在缺氧狀態(tài)下體內(nèi)能源物質(zhì)的代謝過(guò)程,稱(chēng)為無(wú)氧代謝。它包括以下兩個(gè)供能系統(tǒng)。
①非乳酸能(ATP—CP)系統(tǒng)—一般可維持10秒肌肉活動(dòng)
無(wú)氧代謝
②乳酸能系統(tǒng)—一般可維持1~3分的肌肉活動(dòng)
非乳酸能(ATP—CP)系統(tǒng)和乳酸能系統(tǒng)是從事短時(shí)間、
劇烈運(yùn)動(dòng)肌肉供能的主要方式。ATP釋放能量供肌肉收縮的時(shí)間僅為1~3秒,
要靠CP分解提供能量,但肌肉中CP的含量也只能夠供ATP合成后
分解的能量維持6~8秒肌肉收縮的時(shí)間。因此,
進(jìn)行10秒以?xún)?nèi)的快速活動(dòng)主要靠ATP—CP系統(tǒng)供給肌肉收縮時(shí)的能量。
乳酸能系統(tǒng)是持續(xù)進(jìn)行劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí),肌肉內(nèi)的肌糖元在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行酵解,
經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng),最終在體內(nèi)產(chǎn)生乳酸,同時(shí)釋放能量供肌肉收縮。
這一代謝過(guò)程,可供1~3分左右肌肉收縮的時(shí)間?! ?/p>
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