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细胞中的三磷酸腺苷ATP的作用
作者: 苏州阿尔法 编辑: 阿尔法生物 来源: 阿尔法 发布日期: 2022.01.10
信息摘要:
ATP是三磷酸腺苷的简称,它 是一种复杂的分子,可作为能量包用于大多数生物体细胞中发生的数千种反应。除了人类,微生物也依赖 ATP 来满足它…

标签:三磷酸腺苷  atp 科学 科普 

ATP三磷酸腺苷的简称,它 是一种复杂的分子,可作为能量包用于大多数生物体细胞中发生的数千种反应。除了人类,微生物也依赖 ATP 来满足它们的能量需求。

ATP的特殊结构及原理

ATP 是大多数细胞过程的主要能量来源。ATP的组成部分是碳、氮、氢、氧和磷。由于ATP中存在不稳定的高能键,在反应中很容易水解释放出大量能量。

 ATP 中酶促去除磷酸基团以形成 ADP 会释放大量能量,这些能量被细胞用于多种代谢过程以及蛋白质等大分子的合成。从 ATP 中去除第二个磷酸基团导致进一步的能量释放和一磷酸腺苷 (AMP) 的形成。

当有机体不需要能量时,磷酸基团会被添加回 AMP 和 ADP 以形成 ATP - 这可以根据需要在以后水解。因此,ATP 作为细胞通路的可靠能源发挥作用。

ATP在细胞中的作用

ATP 可用于多种细胞过程。下面简要讨论ATP在细胞中的一些重要功能:

1.主动运输

ATP 在诸如蛋白质和脂质等大分子进出细胞的运输中起关键作用。ATP 的水解为主动运输机制提供了所需的能量,以将这些分子携带穿过浓度梯度。将分子转运到细胞中称为内吞作用,而将分子转运出细胞称为胞吐作用。


2.细胞信号转导

ATP 在细胞内和细胞外信号传导中都具有关键功能。它很容易被哺乳动物组织中的嘌呤能受体识别 - 它从突触和轴突释放会激活调节细胞内钙和环 AMP 水平的嘌呤能受体。

在中枢神经系统中,腺苷调节神经发育、免疫系统控制和神经元/神经胶质信号传导。

ATP 也参与信号转导——它的磷酸基团在磷酸盐转移反应中被激酶耗尽,从而激活蛋白激酶反应的级联反应。

 

3.结构维护

ATP通过帮助细胞骨架元件的组装,在保护细胞结构方面起着非常重要的作用。它还为鞭毛和染色体提供能量以维持其适当的功能。

4.肌肉收缩

ATP 对肌肉的收缩至关重要;它与肌球蛋白结合以提供能量并促进其与肌动蛋白结合以形成交叉桥。然后释放 ADP 和磷酸盐,一个新的 ATP 分子与肌球蛋白结合。这打破了肌球蛋白和肌动蛋白丝之间的交叉桥,从而释放肌球蛋白以进行下一次收缩。


5.DNARNA的合成

在 DNA 合成过程中,核糖核苷酸还原酶 (RNR) 将来自核糖核苷二磷酸的糖残基还原成脱氧核糖核苷二磷酸,例如 dADP。

因此,RNR 调节有助于保持细胞中脱氧核苷酸 (dNTP) 的平衡。低浓度的 dNTP 会抑制 DNA 合成和修复,而高浓度的 dNTP 会产生诱变,因为 DNA 聚合酶在 DNA 合成过程中往往会添加错误的 dNTP。

来自 ATP 的腺苷是 RNA 的组成部分,在 RNA 聚合酶的 RNA 合成过程中直接添加到 RNA 分子中。焦磷酸盐的去除提供了该反应所需的能量。

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