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Was Sie über Adenosintriphosphat oder ATP wissen müssen

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Adenosintriphosphat oder ATP wird oft als Energiewährung der Zelle bezeichnet, da dieses Molekül eine Schlüsselrolle beim Stoffwechsel spielt, insbesondere beim Energietransfer innerhalb der Zellen. Das Molekül dient dazu, die Energie von exergonischen und endergonischen Prozessen zu koppeln und energetisch ungünstige chemische Reaktionen ablaufen zu lassen.

Metabolische Reaktionen mit ATP

Adenosintriphosphat wird zum Transport chemischer Energie in vielen wichtigen Prozessen verwendet, darunter:

  • aerobe Atmung (Glykolyse und Zitronensäurekreislauf)
  • Fermentation
  • Zellteilung
  • Photophosphorylierung
  • Motilität (z. B. Verkürzung der Kreuzbrücken zwischen Myosin und Actin-Filamenten sowie des Aufbaus des Zytoskeletts)
  • Exozytose und Endozytose
  • Photosynthese
  • Proteinsynthese

Neben den Stoffwechselfunktionen ist ATP an der Signalübertragung beteiligt. Es wird angenommen, dass es der Neurotransmitter ist, der für die Geschmacksempfindung verantwortlich ist. Insbesondere das zentrale und periphere Nervensystem des Menschen ist auf ATP-Signale angewiesen. ATP wird auch während der Transkription zu Nukleinsäuren hinzugefügt.

ATP wird kontinuierlich recycelt und nicht verbraucht. Es wird wieder in Vorläufermoleküle umgewandelt, sodass es immer wieder verwendet werden kann. Beim Menschen beispielsweise entspricht die Menge an ATP, die täglich recycelt wird, in etwa dem Körpergewicht, obwohl der durchschnittliche Mensch nur etwa 250 Gramm ATP enthält. Eine andere Sichtweise ist, dass ein einzelnes ATP-Molekül 500-700 Mal pro Tag recycelt wird. Zu jedem Zeitpunkt ist die Menge an ATP plus ADP ziemlich konstant. Dies ist wichtig, da ATP kein Molekül ist, das zur späteren Verwendung aufbewahrt werden kann.

ATP kann aus einfachen und komplexen Zuckern sowie aus Lipiden über Redoxreaktionen hergestellt werden. Dazu müssen die Kohlenhydrate zunächst in einfache Zucker und die Lipide in Fettsäuren und Glycerin zerlegt werden. Die ATP-Produktion ist jedoch stark reguliert. Seine Produktion wird über Substratkonzentration, Rückkopplungsmechanismen und allosterische Hinderung gesteuert.

ATP-Struktur

Wie der molekulare Name andeutet, besteht Adenosintriphosphat aus drei Phosphatgruppen (Tri-Präfix vor Phosphat), die mit Adenosin verbunden sind. Adenosin wird hergestellt, indem das 9'-Stickstoffatom der Purinbase Adenin an den 1'-Kohlenstoff der Pentosezucker-Ribose gebunden wird. Die Phosphatgruppen sind an den 5'-Kohlenstoff der Ribose bindend und von einem Phosphat sauerstoffgebunden. Beginnend mit der Gruppe, die dem Ribosezucker am nächsten liegt, werden die Phosphatgruppen als alpha (α), beta (β) und gamma (γ) bezeichnet. Das Entfernen einer Phosphatgruppe führt zu Adenosindiphosphat (ADP) und das Entfernen von zwei Gruppen zu Adenosinmonophosphat (AMP)..

Wie ATP Energie produziert

Der Schlüssel zur Energieerzeugung liegt bei den Phosphatgruppen. Das Aufbrechen der Phosphatbindung ist eine exotherme Reaktion. Wenn ATP eine oder zwei Phosphatgruppen verliert, wird Energie freigesetzt. Es wird mehr Energie freigesetzt, um die erste Phosphatbindung zu lösen als die zweite.

ATP + H2O → ADP + Pi + Energie (ΔG = -30,5 kJ.mol-1)
ATP + H2O → AMP + PPi + Energie (ΔG = -45,6 kJ.mol-1)

Die freiwerdende Energie wird an eine endotherme (thermodynamisch ungünstige) Reaktion gekoppelt, um ihr die zum Fortschreiten erforderliche Aktivierungsenergie zu geben.

ATP-Fakten

ATP wurde 1929 von zwei unabhängigen Forschergruppen entdeckt: Karl Lohmann und Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd synthetisierte das Molekül erstmals 1948.

Empirische Formel C10H16N5Ö13P3
Chemische Formel C10H8N4Ö2NH2(OH2) (PO3H)3H
Molekulare Masse 507,18 g.Mol-1

Was ist ATP ein wichtiges Molekül im Stoffwechsel??

Grundsätzlich gibt es zwei Gründe, warum ATP so wichtig ist:

  1. Es ist die einzige Chemikalie im Körper, die direkt als Energie verwendet werden kann.
  2. Andere Formen chemischer Energie müssen vor ihrer Verwendung in ATP umgewandelt werden.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist, dass ATP recycelbar ist. Wenn das Molekül nach jeder Reaktion aufgebraucht wäre, wäre es für den Metabolismus nicht praktikabel.

ATP-Wissenswertes

  • Möchten Sie Ihre Freunde beeindrucken? Erfahren Sie den IUPAC-Namen für Adenosintriphosphat. Es ist [(2 "R", 3 "S", 4 "R", 5 "R") - 5- (6-Aminopurin-9-yl) -3,4-dihydroxyoxolan-2-yl] methyl (hydroxyphosphonooxyphosphoryl) Hydrogenphosphat.
  • Während die meisten Studenten ATP in Bezug auf den Stoffwechsel von Tieren untersuchen, ist das Molekül auch die Schlüsselform der chemischen Energie in Pflanzen.
  • Die Dichte von reinem ATP ist vergleichbar mit der von Wasser. Es ist 1,04 Gramm pro Kubikzentimeter.
  • Der Schmelzpunkt von reinem ATP liegt bei 368,6 ° F (187 ° C).
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