三磷酸腺苷

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在生物化學中,三磷酸腺苷(三磷酸腺甙,英文名:Adenosine triphosphate, ATP)是一種核苷酸,作為細胞內能量傳遞的「分子通貨」,儲存和傳遞化學能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。

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ATP是三磷酸腺苷的英文名稱縮寫。ATP分子的結構是可以簡寫成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基團,~代表一種特殊的化學鍵,叫做高能磷酸鍵,高能磷酸鍵斷裂時,大量的能量會釋放出來。ATP可以水解,這實際上是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時釋放的能量多達30.54kJ/mol,所以說ATP是細胞內一種高能磷酸化合物。  

目錄

化學性質

ATP由腺苷和三個磷酸基所組成,分子式C10H16N5O13P3,化學簡式C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H,分子量507.184。三個磷酸基團從腺苷開始被編為α、β和γ磷酸基。ATP的化學名稱為5'-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖腺嘌呤,或者5'-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基-6-氨基嘌呤。  

合成

ATP的立體結構ATP可通過多種細胞途徑產生,最典型的如在粒線體中通過氧化磷酸化由ATP合成酶合成,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。每分子葡萄糖先在胞液中產生2分子丙酮酸同時產生2分子ATP,最終在粒線體中通過三羧酸循環產生最多36分子ATP。  

人體中的ATP

人體中ATP的總量只有大約0.1摩爾。人體細胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP,這意味著每個ATP分子每天要被重複利用2000-3000次。ATP不能被儲存,因為ATP的合成後必須在短時間內被消耗.  

其它三磷酸苷

活細胞中也有其他的高能三磷酸鹽如鳥苷三磷酸。能量可以在這些三磷酸鹽和ATP中由磷酸激酶催化反應之類的反應轉移:當磷酸鍵被水解的時候能量就會被釋放。這種能量可以被多種酶、肌動蛋白和運輸蛋白用於細胞的活動。水解還會生成自由的磷酸鹽二磷酸腺苷。二磷酸腺苷又可以被進一步水解為另一個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,這個反應在水溶液中是高效的不可逆反應。  

ADP與GTP的反應

ADP + GTP→ATP + GDP

二磷酸腺苷 + 三磷酸鳥苷→三磷酸腺苷 + 二磷酸鳥苷

C10H15N5O10P2+C10H16N5O14P3→C10H16N5O13P3+C10H15N5O11P2

ATP可能會被作為奈米技術和灌溉的能源。人工心臟起搏器可能收益於這種技術而不再需要電池提供動力。

三磷酸腺苷是體內廣泛存在的輔酶,是體內組織細胞所需能量的主要來源,蛋白質、脂肪、糖和核苷酸的合成都需ATP參與。ATP經腺苷酸環化酶催化形成環磷酸腺苷(cAMP),是細胞內的生物活性物質,對細胞許多代謝過程有重要的調節作用。

ATP為蛋白質、糖原卵磷脂尿素等的合成提供能量,促使肝細胞修復和再生,增強肝細胞代謝活性,對治療肝病有較大針對性。但外源性ATP不易進入細胞,且與體內需要的量比較,可能提供的量微不足道。  

基本信息

三磷酸腺苷(Adenosine Triphosphate,ATP)

異名腺三磷

【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,參與體內脂肪、蛋白質、糖、核酸及核苷酸的代謝,同時又是體內能量的主要來源。適用於細胞損傷後細胞酶減退引起的疾病動物試驗發現本品對心肌細胞的電生理有明顯作用,可抑制慢反應細胞的鈣離子內流,阻斷和延長房室結折返環路的前向傳導,大劑量尚可阻斷房室旁路的折返性,具有增強迷走神經的作用,可用室上性心動過速

【適應證】室上性心動過速、心力衰竭心肌炎心肌梗塞腦動脈硬化冠狀動脈硬化、急性脊髓灰質炎

不良反應頭痛、頭昏、出冷汗、胸悶低血壓等。偶可見關節酸痛、蕁麻疹等。

【禁忌證】對本品過敏、腦出血急性期病竇症候群禁用。

【用法用量】肌注或靜註:20mg/次,1~3次/日。

【注意事項】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,首劑常用20mg用葡萄糖液稀釋至5ml於20秒內快速靜滴,若無效則間隔5分鐘,再注入30mg,單劑注入量不超過40mg。由於本品在終止室上性發作過程中,可發生多種心律失常和全身反應,儘管是瞬間反應,不需處理,但仍有一定潛在危險,故使用本藥時宜連續心電圖監測,密切注意病人的全身反應。3、治療劑量宜小劑量開始,無效時逐漸加量。4、本品對竇房結有明顯抑制,故對病竇症候群、竇房結功能不全、老年人慎用或不用。5、部分療效不確切,應引起注意切勿濫用。  

ATP對人體供能

無氧代謝劇烈運動時,體內處於暫時缺氧狀態,

在缺氧狀態下體內能源物質的代謝過程,稱為無氧代謝。它包括以下兩個供能系統。

①非乳酸能(ATP—CP)系統—一般可維持10秒肌肉活動

無氧代謝

②乳酸能系統—一般可維持1~3分的肌肉活動

非乳酸能(ATP—CP)系統和乳酸能系統是從事短時間、

劇烈運動肌肉供能的主要方式。ATP釋放能量供肌肉收縮的時間僅為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合成後

分解的能量維持6~8秒肌肉收縮的時間。因此,

進行10秒以內的快速活動主要靠ATP—CP系統供給肌肉收縮時的能量。

乳酸能系統是持續進行劇烈運動時,肌肉內的肌糖元在缺氧狀態下進行酵解,

經過一系列化學反應,最終在體內產生乳酸,同時釋放能量供肌肉收縮。

這一代謝過程,可供1~3分左右肌肉收縮的時間。  

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