تعريف ATP وأهميته في التمثيل الغذائي

غالبًا ما يطلق على الأدينوزين ثلاثي الفوسفات أو ATP عملة الطاقة للخلية لأن هذا الجزيء يلعب دورًا رئيسيًا في عملية التمثيل الغذائي ، خاصة في نقل الطاقة داخل الخلايا. يعمل الجزيء على مزج طاقة exergonic و endergonic العمليات ، مما يجعل التفاعلات الكيميائية غير المواتية بقوة قادرة على المضي قدما.

يستخدم Adenosine triphosphate لنقل الطاقة الكيميائية في العديد من العمليات الهامة ، بما في ذلك:

• التنفس الهوائي (تحلل السكر ودورة حامض الستريك)
• تخمير
• الانقسام الخلوي
• الفسفرة الضوئية
• الحركة (على سبيل المثال ، تقصير الجسور عبر خيوط الميوسين والأكتين كذلك بناء الهيكل الخلوي)
• طرد خلوي وتكاثر الخلايا
• البناء الضوئي
• تخليق البروتين

بالإضافة إلى وظائف التمثيل الغذائي ، يشارك ATP في تنبيغ الإشارة. ويعتقد أنه الناقل العصبي المسؤول عن حاسة التذوق. الإنسان المركزي و الجهاز العصبي المحيطي، على وجه الخصوص ، يعتمد على إشارات ATP. يضاف ATP أيضًا إلى الأحماض النووية أثناء النسخ.

يتم إعادة تدوير ATP باستمرار ، بدلاً من إنفاقه. يتم تحويلها مرة أخرى إلى جزيئات السلائف ، لذلك يمكن استخدامها مرارا وتكرارا. في البشر ، على سبيل المثال ، كمية ATP المعاد تدويرها يوميًا هي تقريبًا نفس وزن الجسم ، على الرغم من أن الإنسان العادي لديه حوالي 250 جرامًا فقط من ATP. طريقة أخرى للنظر إليها هي أنه يتم إعادة تدوير جزيء واحد من ATP 500-700 مرة كل يوم. في أي وقت من الأوقات ، يكون مقدار ATP plus ADP ثابتًا إلى حد ما. هذا مهم لأن ATP ليس جزيءًا يمكن تخزينه للاستخدام لاحقًا.

قد يتم إنتاج ATP من السكريات البسيطة والمعقدة وكذلك من الدهون عبر تفاعلات الأكسدة والاختزال. ولكي يحدث هذا ، يجب أولاً تقسيم الكربوهيدرات إلى سكريات بسيطة ، في حين يجب تقسيم الدهون إلى الأحماض الدهنية والجلسرين. ومع ذلك ، يتم تنظيم إنتاج ATP بشكل كبير. يتم التحكم في إنتاجه عن طريق تركيز الركيزة ، وآليات التغذية المرتدة ، وإعاقة اللوستريك.

كما يتضح من الاسم الجزيئي ، يتكون الأدينوزين ثلاثي الفوسفات من ثلاث مجموعات فوسفات (بادئة ثلاثية قبل الفوسفات) متصلة بالأدينوزين. يتكون الأدينوزين من خلال إرفاق 9 " ذرة النيتروجين من البيورين الأدينين إلى الكربون 1 'من الريبوز السكر البنتوز. ترتبط مجموعات الفوسفات بالاتصال والأكسجين من الفوسفات إلى كربون الريبوز 5 '. بدءًا من المجموعة الأقرب لسكر الريبوز ، تسمى مجموعات الفوسفات ألفا (α) وبيتا (β) وغاما (γ). تؤدي إزالة مجموعة الفوسفات إلى ثنائي فوسفات الأدينوزين (ADP) وإزالة مجموعتين تنتج الأدينوزين أحادي الفوسفات (AMP).

مفتاح إنتاج الطاقة يكمن في مجموعات الفوسفات. كسر رابطة الفوسفات هو تفاعل طارد للحرارة. لذا ، عندما يفقد ATP مجموعة أو مجموعتين من الفوسفات ، يتم تحرير الطاقة. يتم تحرير المزيد من الطاقة لكسر رابطة الفوسفات الأولى من الثانية.

ATP + H₂O → ADP + Pi + Energy (Δ G = -30.5 kJ.mol^-1)
ATP + H₂O → AMP + PPi + Energy (Δ G = -45.6 kJ.mol^-1)

تقترن الطاقة التي يتم إطلاقها برد فعل ماص للحرارة (غير حراري ديناميكي) من أجل إعطائها طاقة التفعيل هناك حاجة للمضي قدما.

تم اكتشاف ATP في عام 1929 من قبل مجموعتين مستقلتين من الباحثين: Karl Lohmann وكذلك Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. قام ألكسندر تود بتوليف الجزيء لأول مرة عام 1948.

ما هو ATP جزيء مهم في عملية التمثيل الغذائي؟

هناك سببان أساسيان لأهمية ATP:

1. إنها المادة الكيميائية الوحيدة في الجسم التي يمكن استخدامها مباشرة كطاقة.
2. يجب تحويل الأشكال الأخرى من الطاقة الكيميائية إلى ATP قبل استخدامها.

نقطة أخرى مهمة هي أن ATP قابل لإعادة التدوير. إذا تم استخدام الجزيء بعد كل تفاعل ، فلن يكون عمليًا لعملية التمثيل الغذائي.

• هل تريد إبهار أصدقائك؟ تعرف على اسم IUPAC لثنائي فوسفات الأدينوزين. إنها [(2 "R" ، 3 "" "، 4" R "، 5" R ") - 5- (6-أمينوبورين-9-yl) -3،4-dihydroxyoxolan- 2-yl] ميثيل (هيدروكسي فوسفونوكسي فوسفوريل) فوسفات الهيدروجين.
• بينما يدرس معظم الطلاب ATP من حيث علاقته بعملية التمثيل الغذائي للحيوان ، فإن الجزيء هو أيضًا الشكل الرئيسي الطاقة الكيميائية في النباتات.
• كثافة ATP النقية مماثلة لكثافة الماء. إنه 1.04 جرام لكل سنتيمتر مكعب.
• نقطة الانصهار من ATP النقي هو 368.6 درجة فهرنهايت (187 درجة مئوية).