Adenozynotrifosforan -Adenosine triphosphate

Adenozyno-5'-trifosforan
ATPtrianion.svg
ATP-xtal-3D-kulki.png
ATP-xtal-3D-vdW.png
Nazwy
Nazwa IUPAC
Adenozyno 5′-(tetrawodorotrójfosforan)
Preferowana nazwa IUPAC
O 1 -{[( 2R , 3S , 4R , 5R )-5-(6-amino- 9H -puryn-9-ylo)-3,4-dihydroksyoksolan-2-ylo]metylo} tetrawodorofosforan
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
CZEBI
CHEMBL
ChemSpider
DrugBank
Karta informacyjna ECHA 100.000.258 Edytuj to na Wikidata
KEGG
Identyfikator klienta PubChem
UNII
  • InChI=1S/C10H16N5O13P3/c11-8-5-9(13-2-12-8)15(3-14-5)10-7(17)6(16)4(26-10)1-25- 30(21,22)28-31(23,24)27-29(18,19)20/h2-4,6-7,10,16-17H,1H2,(H,21,22)(H, 23,24)(H2,11,12,13)(H2,18,19,20)/t4-,6-,7-,10-/m1/s1 sprawdzaćTak
    Klucz: ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUSA-N sprawdzaćTak
  • Klucz: ZKHQWZAMYRWXGA-KQYNXXCUBG
  • O=P(O)(O)OP(=O)(O)OP(=O)(O)OC[C@H]3O[C@H](n2cnc1c(ncnc12)N)[C@H] (O)[C@@H]3O
  • c1nc(c2c(n1)n(cn2)[C@H]3[C@H]([C@H]([C@H](O3)COP(=O)(O)OP(=O )(O)OP(=O)(O)O)O)O)N
Nieruchomości
C 10 H 13 N 5 O 13 P 3
Masa cząsteczkowa 507,18 g/mol
Gęstość 1,04 g/cm3 ( sól disodowa)
Temperatura topnienia 187°C (369°F; 460 K) sól disodowa; rozkłada się
Kwasowość (p K a ) 0,9, 1,4, 3,8, 6,5
UV-vismax ) 259 nm
Absorbancja ε 259 = 15,4 mM -1 cm -1
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w ich stanie standardowym (przy 25 °C [77 °F], 100 kPa).
sprawdzaćTak zweryfikuj  ( co to jest   ?) sprawdzaćTak☒N
Wzór chemiczny
Interaktywna animacja struktury ATP

Trójfosforan adenozyny ( ATP ) jest związkiem organicznym i hydrotropem , który dostarcza energii do napędzania wielu procesów w żywych komórkach , takich jak skurcz mięśni , propagacja impulsów nerwowych , rozpuszczanie kondensatu i synteza chemiczna. Występujący we wszystkich znanych formach życia ATP jest często określany jako „molekularna jednostka waluty ” wewnątrzkomórkowego transferu energii . Spożywany w procesach metabolicznych przekształca się w difosforan adenozyny (ADP) lub monofosforan adenozyny (AMP). Inne procesy regenerują ATP, dzięki czemu organizm ludzki każdego dnia przetwarza swój odpowiednik masy ciała w ATP. Jest także prekursorem DNA i RNA i jest używany jako koenzym .

Z punktu widzenia biochemii ATP jest klasyfikowany jako trifosforan nukleozydu , co wskazuje, że składa się z trzech składników: zasady azotowej ( adeniny ), rybozy cukrowej i trifosforanu .

Struktura

ATP składa się z adeniny przyłączonej przez 9-atom azotu do 1' atomu węgla cukru ( rybozy ), która z kolei jest przyłączona przy 5' atomie węgla cukru do grupy trifosforanowej. W wielu reakcjach związanych z metabolizmem grupy adeninowe i cukrowe pozostają niezmienione, ale trifosforan jest przekształcany w di- i monofosforan, dając odpowiednio pochodne ADP i AMP . Trzy grupy fosforylowe są oznaczone jako alfa (α), beta (β) i, dla końcowego fosforanu, gamma (γ).

W roztworze obojętnym zjonizowany ATP występuje głównie jako ATP 4- , z niewielkim udziałem ATP 3- .

Wiązanie kationów metali z ATP

Będąc polianionowym i zawierającym potencjalnie chelatującą grupę polifosforanową, ATP wiąże kationy metali z wysokim powinowactwem. Stała wiązania dla Mg2+
jest ( 9 554 ). Wiązanie dwuwartościowego kationu , prawie zawsze magnezu , silnie wpływa na oddziaływanie ATP z różnymi białkami. Ze względu na siłę oddziaływania ATP-Mg 2+ ATP występuje w komórce głównie jako kompleks z Mg2+
związany z centrami fosforanowo-tlenowymi.

Drugi jon magnezu jest krytyczny dla wiązania ATP w domenie kinazy. Obecność Mg 2+ reguluje aktywność kinazy.

Właściwości chemiczne

Sole ATP można wyizolować jako bezbarwne ciała stałe.

Cykle syntezy i degradacji ATP; 2 i 1 reprezentują odpowiednio energię wejściową i wyjściową.

ATP jest stabilny w roztworach wodnych o pH od 6,8 ​​do 7,4, pod nieobecność katalizatorów. W bardziej ekstremalnych pH szybko hydrolizuje do ADP i fosforanów. Żywe komórki utrzymują stosunek ATP do ADP na poziomie dziesięciu rzędów wielkości od stanu równowagi, przy stężeniach ATP pięciokrotnie wyższych niż stężenie ADP. W kontekście reakcji biochemicznych wiązania POP są często określane jako wiązania wysokoenergetyczne .

Aspekty reaktywne

Hydroliza ATP do ADP i nieorganicznego fosforanu uwalnia 20,5  kJ /mol entalpii . Wartości energii swobodnej uwalnianej przez odszczepienie jednostki fosforanu (P i ) lub pirofosforanu (PP i ) od ATP przy stężeniu stanu standardowego 1 mol/L przy pH 7 wynoszą:

ATP + H
2
O
→ ADP + P i   Δ G °' = -30,5 kJ/mol (-7,3 kcal/mol)
ATP + H
2
O
→ AMP + PP i   Δ G °' = -45,6 kJ/mol (-10,9 kcal/mol)

Te skrócone równania przy pH bliskim 7 można zapisać wyraźniej (R = adenozyl ):

[RO-P(O) 2 -OP(O) 2 -O-PO 3 ] 4− + H
2
O
→ [RO-P(O) 2 -O-PO 3 ] 3- + [HPO 4 ] 2- + H +
[RO-P(O) 2 -OP(O) 2 -O-PO 3 ] 4− + H
2
O
→ [RO-PO 3 ] 2- + [HO 3 P-O-PO 3 ] 3- + H +

W warunkach cytoplazmatycznych, gdzie stosunek ADP/ATP wynosi 10 rzędów wielkości od równowagi, ΔG wynosi około -57 kJ/mol.

Ten obraz przedstawia obrót o 360 stopni pojedynczego chelatu magnezowo -ATP w fazie gazowej o ładunku -2. Anion został zoptymalizowany na poziomie teoretycznym UB3LYP/6-311++G(d,p), a łączność atomowa zmodyfikowana przez ludzki optymalizator, aby odzwierciedlić prawdopodobną strukturę elektronową.

Produkcja z AMP i ADP

Produkcja, warunki tlenowe

Typowe wewnątrzkomórkowe stężenie ATP jest trudne do ustalenia, jednak raporty wykazały, że u różnych eukariontów wynosi 1–10 μmol na gram tkanki. Defosforylacja ATP i refosforylacja ADP i AMP zachodzą wielokrotnie w trakcie metabolizmu tlenowego.

ATP może być wytwarzany przez wiele różnych procesów komórkowych; trzy główne szlaki u eukariontów to (1) glikoliza , (2) cykl kwasu cytrynowego / fosforylacja oksydacyjna oraz (3) beta-oksydacja . Ogólny proces utleniania glukozy do dwutlenku węgla , połączenie szlaków 1 i 2, znane jako oddychanie komórkowe , wytwarza około 30 równoważników ATP z każdej cząsteczki glukozy.

Produkcja ATP przez niefotosyntetycznego aerobowego eukarionta zachodzi głównie w mitochondriach , które stanowią blisko 25% objętości typowej komórki.

Glikoliza

W glikolizie glukoza i glicerol są metabolizowane do pirogronianu . Glikoliza generuje dwa równoważniki ATP poprzez fosforylację substratu katalizowaną przez dwa enzymy, PGK i kinazę pirogronianową . Wytwarzane są również dwa równoważniki NADH , które mogą zostać utlenione przez łańcuch transportu elektronów i spowodować wygenerowanie dodatkowego ATP przez syntazę ATP . Pirogronian wytwarzany jako produkt końcowy glikolizy jest substratem dla cyklu Krebsa .

Uważa się, że glikoliza składa się z dwóch faz po pięć etapów każda. W fazie 1, „fazie przygotowawczej”, glukoza jest przekształcana w 2-d-gliceroaldehydo-3-fosforan (g3p). Jeden ATP jest inwestowany w Krok 1, a inny ATP jest inwestowany w Krok 3. Kroki 1 i 3 glikolizy są określane jako „Kroki Przygotowania”. W fazie 2 dwa równoważniki g3p są przekształcane w dwa pirogroniany. W kroku 7 wytwarzane są dwa ATP. Również w etapie 10 wytwarzane są dwa dalsze równoważniki ATP. W krokach 7 i 10 ATP jest generowane z ADP. W cyklu glikolizy powstaje sieć dwóch ATP. Szlak glikolizy jest później związany z cyklem kwasu cytrynowego, który wytwarza dodatkowe równoważniki ATP.

Rozporządzenie

W glikolizie heksokinaza jest bezpośrednio hamowana przez jej produkt, glukozo-6-fosforan, a kinaza pirogronianowa jest hamowana przez sam ATP. Głównym punktem kontrolnym szlaku glikolitycznego jest fosfofruktokinaza (PFK), która jest hamowana allosterycznie przez wysokie stężenia ATP i aktywowana przez wysokie stężenia AMP. Hamowanie PFK przez ATP jest niezwykłe, ponieważ ATP jest również substratem w reakcji katalizowanej przez PFK; aktywną formą enzymu jest tetramer występujący w dwóch konformacjach, z których tylko jedna wiąże drugi substrat fruktozo-6-fosforanu (F6P). Białko ma dwa miejsca wiązania ATP – miejsce aktywne jest dostępne w obu konformacjach białka, ale wiązanie ATP z miejscem inhibitora stabilizuje konformację, która słabo wiąże F6P. Szereg innych małych cząsteczek może kompensować wywołane przez ATP przesunięcie konformacji równowagi i reaktywować PFK, w tym cykliczny AMP , jony amonowe , nieorganiczny fosforan oraz fruktozo-1,6- i -2,6-bifosforan.

Cykl kwasu cytrynowego

W mitochondrium pirogronian jest utleniany przez kompleks dehydrogenazy pirogronianowej do grupy acetylowej , która jest całkowicie utleniana do dwutlenku węgla w cyklu kwasu cytrynowego (znanym również jako cykl Krebsa ). Każdy „obrót” cyklu kwasu cytrynowego wytwarza dwie cząsteczki dwutlenku węgla, jeden równoważnik ATP guanozynotrifosforanu (GTP) poprzez fosforylację na poziomie substratu katalizowaną przez syntetazę sukcynylo-CoA , ponieważ sukcynylo-CoA jest przekształcany w bursztynian, trzy równoważniki NADH i jeden równoważnik FADH 2 . NADH i FADH2 są zawracane (odpowiednio do NAD + i FAD ) przez fosforylację oksydacyjną , generując dodatkowy ATP. Utlenianie NADH powoduje syntezę 2–3 równoważników ATP, a utlenienie jednego FADH 2 daje 1–2 równoważniki ATP. Większość komórkowego ATP jest generowana w tym procesie. Chociaż sam cykl kwasu cytrynowego nie obejmuje tlenu cząsteczkowego , jest to bezwzględnie proces tlenowy , ponieważ O2 jest używany do recyklingu NADH i FADH2 . W przypadku braku tlenu cykl kwasu cytrynowego ustaje.

Generowanie ATP przez mitochondrium z cytozolowego NADH opiera się na promie jabłczan-asparaginian (i w mniejszym stopniu na promie glicerolowo-fosforanowym ), ponieważ wewnętrzna błona mitochondrialna jest nieprzepuszczalna dla NADH i NAD + . Zamiast przenosić wygenerowany NADH, enzym dehydrogenaza jabłczanowa przekształca szczawiooctan w jabłczan , który jest translokowany do macierzy mitochondrialnej. Kolejna reakcja katalizowana przez dehydrogenazę jabłczanową zachodzi w przeciwnym kierunku, wytwarzając szczawiooctan i NADH z nowo transportowanego jabłczanu i wewnętrznego magazynu NAD + w mitochondriach . Transaminaza przekształca szczawiooctan w asparaginian w celu transportu z powrotem przez błonę i do przestrzeni międzybłonowej.

W fosforylacji oksydacyjnej przejście elektronów z NADH i FADH 2 przez łańcuch transportu elektronów uwalnia energię do pompowania protonów z macierzy mitochondrialnej do przestrzeni międzybłonowej. To pompowanie generuje siłę napędową protonów, która jest efektem netto gradientu pH i gradientu potencjału elektrycznego w wewnętrznej błonie mitochondrialnej. Przepływ protonów w dół tego gradientu potencjału – to znaczy z przestrzeni międzybłonowej do matrycy – daje ATP przez syntazę ATP . Trzy ATP są produkowane na turę.

Chociaż zużycie tlenu wydaje się mieć fundamentalne znaczenie dla utrzymania siły napędowej protonów , w przypadku niedoboru tlenu ( niedotlenienia ), kwasica wewnątrzkomórkowa (za pośrednictwem zwiększonego tempa glikolizy i hydrolizy ATP) przyczynia się do wzrostu potencjału błony mitochondrialnej i bezpośrednio napędza syntezę ATP.

Większość ATP syntetyzowanego w mitochondriach zostanie wykorzystana do procesów komórkowych w cytozolu; dlatego musi zostać wyeksportowany z miejsca syntezy w macierzy mitochondrialnej. Ruchowi ATP na zewnątrz sprzyja potencjał elektrochemiczny błony, ponieważ cytozol ma stosunkowo dodatni ładunek w porównaniu ze stosunkowo ujemnym osnową. Za każdy wywieziony ATP kosztuje 1 H + . Wyprodukowanie jednego ATP kosztuje około 3 H + . Dlatego wytworzenie i wyeksportowanie jednego ATP wymaga 4H +. Błona wewnętrzna zawiera antyporter , translokazę ADP /ATP, która jest integralnym białkiem błonowym używanym do wymiany nowo zsyntetyzowanego ATP w macierzy na ADP w przestrzeni międzybłonowej. Ta translokaza jest napędzana przez potencjał błonowy, ponieważ powoduje ruch około 4 ładunków ujemnych na zewnątrz przez błonę mitochondrialną w zamian za 3 ładunki ujemne przemieszczone do środka. Jednak konieczny jest również transport fosforanów do mitochondrium; nośnik fosforanowy przenosi proton z każdym fosforanem, częściowo rozpraszając gradient protonów. Po zakończeniu glikolizy, cyklu kwasu cytrynowego, łańcucha transportu elektronów i fosforylacji oksydacyjnej na jedną glukozę powstaje około 30–38 cząsteczek ATP.

Rozporządzenie

Cykl kwasu cytrynowego regulowany jest głównie dostępnością kluczowych substratów, w szczególności stosunkiem NAD + do NADH oraz stężeniami wapnia , fosforanów nieorganicznych, ATP, ADP i AMP. Cytrynian  – jon, od którego pochodzi nazwa cyklu – jest inhibitorem sprzężenia zwrotnego syntazy cytrynianowej, a także hamuje PFK, zapewniając bezpośredni związek między regulacją cyklu kwasu cytrynowego a glikolizą.

Utlenianie beta

W obecności powietrza i różnych kofaktorów i enzymów kwasy tłuszczowe są przekształcane w acetylo-CoA . Szlak ten nazywa się beta-oksydacją . Każdy cykl beta-oksydacji skraca łańcuch kwasu tłuszczowego o dwa atomy węgla i wytwarza po jednym równoważniku acetylo-CoA, NADH i FADH2 . Acetylo-CoA jest metabolizowany w cyklu kwasu cytrynowego z wytworzeniem ATP, podczas gdy NADH i FADH 2 są wykorzystywane przez fosforylację oksydacyjną do wytworzenia ATP. Dziesiątki równoważników ATP są generowane przez beta-utlenianie pojedynczego długiego łańcucha acylowego.

Rozporządzenie

W fosforylacji oksydacyjnej kluczowym punktem kontrolnym jest reakcja katalizowana przez oksydazę cytochromu c , która jest regulowana dostępnością jego substratu – zredukowanej formy cytochromu c . Ilość dostępnego zredukowanego cytochromu c jest bezpośrednio związana z ilością innych substratów:

co bezpośrednio implikuje to równanie:

Zatem wysoki stosunek [NADH] do [NAD + ] lub wysoki stosunek [ADP][Pi ] do [ATP] implikuje dużą ilość zredukowanego cytochromu ci wysoki poziom aktywności oksydazy cytochromu c. Dodatkowy poziom regulacji wprowadzany jest przez szybkości transportu ATP i NADH między macierzą mitochondrialną a cytoplazmą.

Ketoza

Ciała ketonowe mogą być używane jako paliwa, dając 22 cząsteczki ATP i 2 GTP na cząsteczkę acetooctanu po utlenieniu w mitochondriach. Ciała ketonowe są transportowane z wątroby do innych tkanek, gdzie acetooctan i beta -hydroksymaślan mogą być ponownie przekształcone w acetylo-CoA w celu wytworzenia równoważników redukujących (NADH i FADH 2 ) w cyklu kwasu cytrynowego . Ciała ketonowe nie mogą być wykorzystywane przez wątrobę jako paliwo, ponieważ w wątrobie brakuje enzymu transferazy β-ketoacylo-CoA, zwanego również tiolazą . Acetooctan w niskich stężeniach jest wychwytywany przez wątrobę i podlega detoksykacji poprzez szlak metyloglioksalu, który kończy się mleczanem. Acetooctan w wysokich stężeniach jest wchłaniany przez komórki inne niż w wątrobie i przechodzi inną drogą przez 1,2-propanodiol . Chociaż szlak przebiega według innej serii etapów wymagających ATP, 1,2-propanodiol może zostać przekształcony w pirogronian.

Produkcja, warunki beztlenowe

Fermentacja to metabolizm związków organicznych przy braku powietrza. Polega na fosforylacji na poziomie substratu przy braku oddechowego łańcucha transportu elektronów . Równanie reakcji glukozy z wytworzeniem kwasu mlekowego to:

C
6
H
12
O
6
+ 2 ADP + 2 P i → 2  CH
3
CH(OH)COOH
+ 2 ATP + 2  H
2
O

Oddychanie beztlenowe to oddychanie przy braku O
2
. Prokarionty mogą wykorzystywać różne akceptory elektronów. Należą do nich azotany , siarczany i dwutlenek węgla.

Uzupełnianie ATP przez kinazy nukleozydowo-difosforanowe

ATP można również zsyntetyzować w kilku tak zwanych reakcjach „uzupełniania” katalizowanych przez rodziny enzymów kinaz difosforanów nukleozydów (NDK), które wykorzystują inne trifosforany nukleozydów jako donor fosforanów o wysokiej energii, oraz rodzinę ATP:guanido-fosfotransferaz .

Produkcja ATP podczas fotosyntezy

W roślinach ATP jest syntetyzowany w błonie tylakoidowej chloroplastu . Proces ten nazywa się fotofosforylacją. „Maszyna” jest podobna do tej w mitochondriach, z wyjątkiem tego, że energia świetlna jest wykorzystywana do pompowania protonów przez błonę w celu wytworzenia siły napędowej protonów. Syntaza ATP zachodzi wtedy dokładnie tak, jak w fosforylacji oksydacyjnej. Część ATP wytwarzanego w chloroplastach jest zużywana w cyklu Calvina , który wytwarza cukry triozowe .

Recykling ATP

Całkowita ilość ATP w ludzkim ciele wynosi około 0,1  mol/L . Większość ATP jest odzyskiwana z ADP w wyżej wymienionych procesach. Tak więc w dowolnym momencie całkowita ilość ATP + ADP pozostaje dość stała.

Energia zużywana przez ludzkie komórki u osoby dorosłej wymaga hydrolizy od 100 do 150 mol/l ATP dziennie, co oznacza, że ​​człowiek będzie zazwyczaj zużywał ATP na swoją masę ciała w ciągu dnia. Każdy równoważnik ATP jest poddawany recyklingowi 1000-1500 razy w ciągu jednego dnia ( 150 / 0,1 = 1500 ), przy około 9×10 20 cząsteczkach/s.

Przykład fałdu Rossmanna, strukturalnej domeny enzymu dekarboksylazy z bakterii Staphylococcus epidermidis ( PDB : 1G5Q ​) ze związanym kofaktorem mononukleotydu flawiny .

Funkcje biochemiczne

Sygnalizacja wewnątrzkomórkowa

ATP bierze udział w transdukcji sygnału , służąc jako substrat dla kinaz, enzymów przenoszących grupy fosforanowe. Kinazy są najpowszechniejszymi białkami wiążącymi ATP. Dzielą niewielką liczbę wspólnych fałd. Fosforylacja białka przez kinazę może aktywować kaskadę, taką jak kaskada kinazy białkowej aktywowanej mitogenem .

ATP jest również substratem cyklazy adenylanowej , najczęściej w szlakach transdukcji sygnału receptora sprzężonego z białkiem G i jest przekształcany w wtórny przekaźnik , cykliczny AMP, który bierze udział w wyzwalaniu sygnałów wapniowych poprzez uwalnianie wapnia z zapasów wewnątrzkomórkowych. Ta forma przekazywania sygnału jest szczególnie ważna w funkcjonowaniu mózgu, chociaż bierze udział w regulacji wielu innych procesów komórkowych.

Synteza DNA i RNA

ATP jest jednym z czterech monomerów niezbędnych do syntezy RNA . Procesowi sprzyjają polimerazy RNA . Podobny proces zachodzi przy tworzeniu DNA, z tą różnicą, że ATP jest najpierw przekształcany w dezoksyrybonukleotyd dATP. Jak wiele reakcji kondensacji w naturze, replikacja i transkrypcja DNA również zużywają ATP.

Aktywacja aminokwasów w syntezie białek

Enzymy syntetazy aminoacylo-tRNA zużywają ATP podczas przyłączania tRNA do aminokwasów, tworząc kompleksy aminoacylo-tRNA. Aminoacylotransferaza wiąże aminokwasy AMP z tRNA. Reakcja sprzęgania przebiega w dwóch etapach:

  1. aa + ATP ⟶ aa-AMP + PP i
  2. aa-AMP + tRNA ⟶ aa-tRNA + AMP

Aminokwas jest sprzężony z przedostatnim nukleotydem na 3'-końcu tRNA (A w sekwencji CCA) przez wiązanie estrowe (na ilustracji przewróć).

Transporter kasety wiążącej ATP

Transport chemikaliów z komórki wbrew gradientowi jest często związany z hydrolizą ATP. Transport odbywa się za pośrednictwem transporterów kasety wiążącej ATP . Genom ludzki koduje 48 transporterów ABC, które są wykorzystywane do eksportu leków, lipidów i innych związków.

Sygnalizacja zewnątrzkomórkowa i neuroprzekaźnictwo

Komórki wydzielają ATP, aby komunikować się z innymi komórkami w procesie zwanym sygnalizacją purynergiczną . ATP służy jako neuroprzekaźnik w wielu częściach układu nerwowego, moduluje rytm pracy rzęsek, wpływa na dostarczanie tlenu w naczyniach itp. ATP jest albo wydzielany bezpośrednio przez błonę komórkową przez białka kanałowe, albo jest pompowany do pęcherzyków, które następnie łączą się z błoną. Komórki wykrywają ATP przy użyciu białek receptora purynergicznego P2X i P2Y.

Rozpuszczalność białka

Ostatnio zaproponowano, że ATP działa jako biologiczny hydrotrop i wykazano, że wpływa na rozpuszczalność w całym proteomie.

analogi ATP

Laboratoria biochemiczne często wykorzystują badania in vitro do badania procesów molekularnych zależnych od ATP. Analogi ATP są również wykorzystywane w krystalografii rentgenowskiej do określania struktury białka w kompleksie z ATP, często razem z innymi substratami.

Inhibitory enzymatyczne enzymów zależnych od ATP, takie jak kinazy , są potrzebne do badania miejsc wiązania i stanów przejściowych zaangażowanych w reakcje zależne od ATP.

Większość użytecznych analogów ATP nie może być hydrolizowana tak jak ATP; zamiast tego wychwytują enzym w strukturze ściśle związanej ze stanem związanym z ATP. 5'-(γ-tiotrifosforan) adenozyny jest niezwykle powszechnym analogiem ATP, w którym jeden z tlenów gamma-fosforanowych jest zastąpiony przez atom siarki ; anion ten jest hydrolizowany w znacznie wolniejszym tempie niż sam ATP i działa jako inhibitor procesów zależnych od ATP. W badaniach krystalograficznych stany przejściowe hydrolizy są modelowane przez związany jon wanadanowy .

Należy zachować ostrożność przy interpretacji wyników eksperymentów z użyciem analogów ATP, ponieważ niektóre enzymy mogą je hydrolizować w znacznych ilościach przy wysokich stężeniach.

Zastosowanie medyczne

ATP stosuje się dożylnie w niektórych stanach związanych z sercem.

Historia

ATP zostało odkryte w 1929 roku przez Karla Lohmanna i Jendrassika oraz, niezależnie, przez Cyrusa Fiske i Yellapragadę Subba Rao z Harvard Medical School , oba zespoły rywalizowały ze sobą o znalezienie testu na fosfor.

Fritz Albert Lipmann w 1941 roku zaproponował, aby był pośrednikiem między reakcjami wytwarzającymi energię i wymagającymi energii w komórkach .

Po raz pierwszy został zsyntetyzowany w laboratorium przez Alexandra Todda w 1948 r., a częściowo za tę pracę otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 1957 r .

Nagroda Nobla w dziedzinie chemii w 1978 roku została przyznana dr Peterowi Dennisowi Mitchellowi za odkrycie chemiosmotycznego mechanizmu syntezy ATP.

Nagroda Nobla w dziedzinie chemii 1997 została podzielona, ​​jedną połowę wspólnie dla Paula D. Boyera i Johna E. Walkera „za wyjaśnienie mechanizmu enzymatycznego leżącego u podstaw syntezy trifosforanu adenozyny (ATP)”, a drugą połowę dla Jensa C. Skou ” . za pierwsze odkrycie enzymu transportującego jony, Na + , K + -ATPazy."

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki