我们解释了 ATP 是什么、它的用途以及这种分子是如何产生的。此外，还有糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。
什么是ATP？
在里面生物化学，首字母缩略词 ATP 表示三磷酸腺苷或三磷酸腺苷，一种属于核苷酸组的有机分子，是能量代谢的基础 细胞. ATP 是人体和其他人体内大多数细胞过程和功能中使用的主要能量来源。生物.
ATP 的名称来自该分子的分子组成，由与原子 碳一分子 戊糖（也称为核糖），然后依次加入三个离子 与另一个碳原子相连的磷酸盐。所有这些都总结在 ATP 的分子式中：C10H16N5O13P3。
ATP 分子于 1929 年由 Cyrus H. Fiske 和 Yellapragada SubbaRow 在美国的人体肌肉中首次发现，并由生物化学家 Karl Lohmann 在德国独立发现。
尽管 ATP 分子于 1929 年被发现，但没有关于它在不同环境中的功能和重要性的记录。流程 由于德裔美国生物化学家弗里茨·阿尔伯特·利普曼（Fritz Albert Lipmann）（与克雷布斯一起获得 1953 年诺贝尔奖）的研究，直到 1941 年才发现细胞的能量转移。
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ATP有什么用？
ATP 的主要功能是为细胞内发生的生化反应提供能量，这就是为什么这种分子也被称为生物体的“能量货币”。
ATP 是一种有用的分子，可以暂时包含 化学能源 在分解的代谢过程中释放食物，并在必要时再次释放它以驱动身体的各种生物过程，例如细胞运输，促进消耗的反应活力 甚至进行身体的机械动作，例如行走。
ATP是如何制造的？
在细胞中，ATP 是通过细胞呼吸合成的，这一过程发生在细胞中。线粒体 的细胞。在这种现象中，储存在葡萄糖中的化学能被释放出来，通过一个过程氧化 那个释放二氧化碳2、H2O 和能量以 ATP 的形式存在。尽管葡萄糖是该反应的最佳底物，但应该澄清的是蛋白质 和 脂肪 它们也可以被氧化成 ATP。这些营养素中的每一种都来自 喂食 个体的代谢途径不同，但它们汇聚在一个共同的代谢物上：乙酰辅酶 A，它启动三羧酸循环并允许获得化学能的过程汇聚，因为所有细胞都以 ATP 的形式消耗它们的能量。
细胞呼吸过程可分为三个阶段或阶段：糖酵解（仅当细胞使用葡萄糖作为燃料时才需要的先前途径）、克雷布斯循环和电子传递链。在前两个阶段，产生乙酰辅酶 A、CO2 和少量 ATP，而在呼吸的第三阶段产生 水 而大部分 ATP 是通过一组称为“复合 ATP 合成酶”的蛋白质合成的。
糖酵解
如前所述，糖酵解是细胞呼吸之前的一种途径，在此期间，每个葡萄糖（具有 6 个碳原子）会形成两个丙酮酸（一个 化合物 由 3 个碳组成）。
与细胞呼吸的其他两个阶段不同，糖酵解发生在 细胞质 的细胞。第一条途径产生的丙酮酸必须进入线粒体以继续转化为乙酰辅酶 A，从而能够用于三羧酸循环。
克雷布斯循环
克雷布斯循环（也称为柠檬酸循环或三羧酸循环）是发生在细胞线粒体基质中的一个基本过程，它由一系列的 化学反应 有什么喜欢的客观的 释放出乙酰辅酶A中包含的化学能，这些化学能是从生物的不同食物营养素的加工过程中获得的，以及获得另一种性质的生化反应所需的其他氨基酸的前体。
这个循环是碳水化合物、脂质和蛋白质氧化的更大过程的一部分，其中间阶段是：在与所述有机化合物的碳形成乙酰辅酶 A 之后，以及氧化磷酸化之前。其中 ATP 是“组装”在一个由催化反应酶 称为ATP合成酶或ATP合酶。
克雷布斯循环的运作得益于几种不同的酶，它们可以完全氧化乙酰辅酶 A 并从每个氧化分子中释放两种不同的：CO2（二氧化碳）和 H2O（水）。此外，在克雷布斯循环期间，会产生最少量的 GTP（类似于 ATP）并以 NADH 和 FADH2 的形式降低能量，这些能量将用于细胞呼吸下一阶段的 ATP 合成。
循环开始于乙酰辅酶A分子与草酰乙酸分子的融合。这种结合产生了一个六碳分子：柠檬酸盐。这样，辅酶A就被释放出来了，事实上，它被重复使用了很多次。如果细胞内ATP过多，则该步骤被抑制。
随后，柠檬酸盐或柠檬酸经历一系列连续的转化，将依次产生异柠檬酸、酮戊二酸、琥珀酰辅酶A、琥珀酸、富马酸、苹果酸和草酰乙酸。与这些产品一起，每个完整的克雷布斯循环都会产生最少量的 GTP，从而减少 NADH、FADH2 和 CO2 形式的能量。
电子传递链和氧化磷酸化
营养收集回路的最后阶段使用氧气和克雷布斯循环中产生的化合物，在称为氧化磷酸化的过程中产生 ATP。在这个发生在线粒体内膜的过程中，NADH 和 FADH2 捐赠 电子 把他们带到一个精力充沛的较低水平。这些电子最终被氧接受（当与质子结合时会形成水分子）。
电子链和氧化磷酸化之间的耦合基于两种相反的反应：一种释放能量，另一种利用释放的能量产生 ATP 分子，这要归功于 ATP 合成酶的干预。随着电子以一系列的方式沿着链“移动” 氧化还原反应，释放的能量用于通过膜泵送质子。当这些质子通过 ATP 合成酶扩散回时，它们的能量用于将额外的磷酸基团与 ADP（二磷酸腺苷）分子结合，从而形成 ATP。
ATP的重要性
ATP 是生物体生命过程的基本分子，是细胞中发生的不同反应的化学能传递器，例如，合成 大分子 复杂和基本的，例如那些脱氧核糖核酸, 核糖核酸 或用于细胞内发生的蛋白质合成。因此，ATP 提供必要的能量，以允许发生在体内的大多数反应。
ATP 作为“能量供体”分子的效用可以通过富含能量的磷酸键的存在来解释。当ATP水解为ADP时，即由于水的作用失去一个磷酸基团时，这些相同的键可以通过“断裂”释放大量能量。的反应 水解 ATP如下：
例如，对于肌肉收缩，ATP 是必不可少的。ATP 是大分子转运的关键质膜 （胞吐作用和细胞内吞作用）以及之间的突触通讯神经元，所以它的连续合成是必不可少的，从食物中获得的葡萄糖。这就是它对 生活，摄入一些抑制 ATP 过程的有毒元素，如砷或氰化物，是致命的，并以暴发性方式导致生物体死亡。