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1、高能化合物 指體內(nèi)氧化分解中,一些化合物通過(guò)能量轉(zhuǎn)移得到了部分能量,把這類儲(chǔ)存了較高能量的化合物,如三磷酸腺苷(ATP),磷酸肌酸,稱為高能化合物.它們是生物釋放,儲(chǔ)存和利用能量的媒介,是生物界直接的供能物質(zhì)。生物體內(nèi),鍵水解時(shí)能釋放21kJ/mol以上鍵能的化合物稱為高能化合物。高能磷酸化合物 高能磷酸化合物(energyrichphosphatecompounds) 機(jī)體內(nèi)有許多磷酸化合物如ATP,3—磷酸甘油酸,氨甲酰磷酸,磷酸烯醇式丙酮酸,磷酸肌酸,磷酸精氨酸等,它們的磷酸基團(tuán)水解時(shí),可釋放出大量的自由能,這類化合物稱為高能磷酸化合物。ATP是這類化合物的典
2、型代表。ATP水解生成ADP及無(wú)機(jī)磷酸時(shí),可釋放自由能7.3千卡(30.52千焦)。一般將水解時(shí)釋放自由能在5.0千卡(20.9千焦)以上的稱為高能化合物。5.0千卡以下的稱為低能化合物,化學(xué)家認(rèn)為鍵能是指斷裂一個(gè)鍵所需要的能量,而生物化學(xué)家所指的是含有高能鍵的化合物水解后釋放出的自由能。高能鍵用“~”表示。磷酸肌酸 在肌肉或其他興奮性組織(如腦和神經(jīng))中的一種高能磷酸化合物,是高能磷酸基的暫時(shí)貯存形式。磷酸肌酸水解時(shí),每摩爾化合物釋放10.3千卡的自由能,比ATP釋放的能量(每摩爾7.3千卡)多些。磷酸肌酸能在肌酸激酶的催化下,將其磷酸基轉(zhuǎn)移到ADP分子中。當(dāng)一些AT
3、P用于肌肉收縮,就會(huì)產(chǎn)生ADP。這時(shí),通過(guò)肌酸激酶的作用,磷酸肌酸很快供給ADP以磷酸基,從而恢復(fù)正常的ATP高水平。由于肌肉細(xì)胞的磷酸肌酸含量是其ATP含量的3~4倍,前者可貯存供短期活動(dòng)用的、足夠的磷酸基團(tuán)。在活動(dòng)后的恢復(fù)期中,積累的肌酸又可被ATP磷酸化,重新生成磷酸肌酸,這是同一個(gè)酶催化的相反的反應(yīng)。因?yàn)榧?xì)胞中沒(méi)有其他合成和分解磷酸肌酸的代謝途徑,此化合物很適合完成這種暫時(shí)貯存的功能。在許多無(wú)脊椎動(dòng)物中,磷酸精氨酸代替磷酸肌酸為能的貯存形式。可用人的短跑為例說(shuō)明磷酸肌酸的功能。肌肉中磷酸肌酸的含量為17微摩爾/克,全速短跑可消耗磷酸肌酸13微摩爾/克,故它僅可作為
4、最初4秒鐘的能量來(lái)源,但它可提供時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)糖酵解酶的活性,使肌肉通過(guò)酵解得到能量。 在脊椎動(dòng)物中,肌酸與ATP反應(yīng)可逆地生成磷酸肌酸,這個(gè)反應(yīng)是由肌酸激酶催化的。 磷酸肌酸 醫(yī)療用途:心臟問(wèn)題。 體育用途:磷酸肌酸是一種可以提高肌肉力量的高能化合物,與蛋白合成激素結(jié)合使用可達(dá)到最佳效果。第4頁(yè)共4頁(yè)AMP一磷酸腺苷(adenosinemonophosphate)由一分子腺苷與一個(gè)磷酸根組成的化合物,是一種核苷酸。它同時(shí)也是我們常說(shuō)的腺嘌呤核糖核苷酸,RNA的組成單位之一。ADP二磷酸腺苷(adenosinediphosphate) 由一分子腺苷與兩個(gè)相連的磷酸
5、根組成的化合物,是一種核苷酸。在生物體內(nèi),通常為三磷酸腺苷(ATP)水解失去一個(gè)磷酸根,并釋放能量后的產(chǎn)物?! ‘?dāng)一個(gè)ATP分子的磷酸根水解斷裂時(shí),會(huì)產(chǎn)生二磷酸腺苷,并釋放出7.3千卡的能量。反之,二磷酸腺苷與磷酸根反應(yīng)(吸收能量)會(huì)生成三磷酸腺苷。在光合作用中吸能過(guò)程就有此反應(yīng)。ATP三磷酸腺苷(Adenosinetriphosphate)在生物化學(xué)中,三磷酸腺苷是一種核苷酸,作為細(xì)胞內(nèi)能量傳遞的“分子通貨”,儲(chǔ)存和傳遞化學(xué)能。ATP在核酸合成中也具有重要作用?! TP是三磷酸腺苷的英文名稱縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)是可以簡(jiǎn)寫成A-P~P~P,其中A代表腺苷,P代表磷酸基
6、團(tuán),~代表一種特殊的化學(xué)鍵,叫做高能磷酸鍵,高能磷酸鍵斷裂時(shí),大量的能量會(huì)釋放出來(lái)。ATP可以水解,這實(shí)際上是指ATP分子中高能磷酸鍵的水解。高能磷酸鍵水解時(shí)釋放的能量多達(dá)30.54kJ/mol,所以說(shuō)ATP是細(xì)胞內(nèi)一種高能磷酸化合物?;瘜W(xué)性質(zhì)第4頁(yè)共4頁(yè)ATP由腺苷和三個(gè)磷酸基所組成,分子式C10H16N5O13P3,化學(xué)簡(jiǎn)式C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H,分子量507.184。三個(gè)磷酸基團(tuán)從腺苷開始被編為α、β和γ磷酸基。ATP的化學(xué)名稱為5'-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基腺嘌呤,或者5'-三磷酸-9-β-D-呋喃核糖基-6-氨基嘌呤。合成 A
7、TP的立體結(jié)構(gòu)ATP可通過(guò)多種細(xì)胞途徑產(chǎn)生,最典型的如在線粒體中通過(guò)氧化磷酸化由ATP合成酶合成,或者在植物的葉綠體中通過(guò)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(chǎn)生2分子丙酮酸同時(shí)產(chǎn)生2分子ATP,最終在線粒體中通過(guò)三羧酸循環(huán)產(chǎn)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(xì)胞每天的能量需要水解200-300摩爾的ATP,這意味著每個(gè)ATP分子每天要被重復(fù)利用2000-3000次。ATP不能被儲(chǔ)存,因?yàn)锳TP的合成后必須在短時(shí)間內(nèi)被消耗.其它三磷酸苷 活