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腺嘌呤核苷三磷酸

腺嘌呤核苷三磷酸(简称三磷酸腺苷)是一种不稳定的高能化合物,由1分子腺嘌呤,1分子核糖和3分子磷酸基团组成。又称腺苷三磷酸,简称ATP。

腺苷三磷酸(ATP adenosine triphosphate)是由腺嘌呤、核糖和3个磷酸基团连接而成,水解时释放出能量较多,是生物体内最直接的能量来源。

别名:三磷酸腺苷

英文名:5'-Adenylate triphosphate;Adenosine 5'-triphosphate;

[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-Aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl (hydroxy-phosphonooxyphosphoryl) hydrogen phosphate;ATP

ATP的元素组成为:C、H、O、N、P,分子简式A-P~P~P,式中的A表示腺苷,T表示三个(英文的triple的开头字母T),P代表磷酸基团,“-”表示普通的磷酸键,“~”代表一种特殊的化学键,称为高能磷酸键(能量大于29.32kJ/mol的磷酸键称为高能磷酸键)。它有2个高能磷酸键,1个普通磷酸键。合成ATP的能量,对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来自于细胞进行呼吸作用释放的能量;对于绿色植物来说,除了呼吸作用之外,在进行光合作用时,ADP合成ATP还利用了光能。ATP在ATP水解酶的作用下离A(腺苷)最远的“~”(高能磷酸键)断裂,ATP水解成ADP+Pi(游离磷酸基团)+能量。ATP分子水解时,实际上是指ATP分子中高能磷酸键的水解。高能磷酸键水解时释放的能量多达30.54kJ/mol,所以说ATP是细胞内的一种高能磷酸化合物。

ATP是一种高能磷酸化合物,在细胞中,它能与ADP的相互转化实现贮能和放能,从而保证了细胞各项生命活动的能量供应。生成ATP的途径主要有两条:一条是植物体内含有叶绿体的细胞,在光合作用的光反应阶段生成ATP;另一条是所有活细胞都能通过细胞呼吸生成ATP。

肌肉中储藏着多种能源物质,主要有三磷酸腺苷(ATP)、磷酸肌酸(CP)、肌糖原和脂肪等。

体育运动加速体内能源物质的消耗,促进体内物质的分解与合成,使组织细胞得到比原有水平更多的营养补充,有机体获得更加旺盛的活动能力,从而使 身体不断发展、完善,这就是体育锻炼促进身体健康发展的基本道理。体育运动消耗体内的能源物质,经过一段时间休息后,体内能源物质可以恢复甚至超过原有水平,这种变化称为超量恢复。出现超量恢复的程度和时间的早晚取决于运动量的大小。在一定范围内运动量越大,体内能源物质消耗越多,超量恢复的幅度也越大,但所需的时间也长,在身体出现超量恢复阶段,进行第二次适宜的运动与休息,可以逐步提高人体的能量供应水平,从而不断提高人体运动能力。长时间的运动是在有氧代谢的条件下进行的,要靠脂肪的代谢提供能量,因此,有氧运动是消耗脂肪达到减肥目的的有效方法。无氧代谢能力是速度素质的重要基础。体育课发展无氧代谢能力的方法,一般采用间歇性练习和持续性练习。间歇练习主要发展ATPCP系统的供能能力。一般每次练习在30秒以内,进行1~3分的积极性休息,再进行适宜练习,可以提高速度素质。持续练习主要发展乳酸系统的供能力。一般每次练习在30秒以上,每次休息时间较短,可以提高速度耐力。有氧代谢能力是人体长时间进行有氧运动的能力。发展有氧代谢能力关键在于有充足的氧供应,即人体单位时间内吸收、利用氧的最大数值最大耗氧量。最大耗氧量与单位时间内血液循环携带、运输氧有密切的关系。因此,心肺功能的好坏,直接影响到最大耗氧量。采用较低或中等运动强度、持续时间较长的练习,由于机体可以得到充足的氧供应,进行有氧氧化供能,所以,可以提高有氧代谢能力,从而提高心肺功能。运动中机体供能的方式可分两类:一类是无氧供能,即在无氧或氧供应相对不足的情况下,主要靠ATP、CP分解供能和糖元无氧酵解供能(即糖元无氧的情况下分解成为乳酸同时供给机体能量)。这类运动只能持续很短的时间(约 l一3分钟)。800米以下的全力跑、短距离冲刺都属于无氧供能的运动。另一类为有氧供能,即运动时能量主要来自糖元(脂肪、蛋白质)的有氧氧化。由于运动中供氧充分,糖元可以完全分解,释放大量能量,因而能持续较长的时间。这类运动如5000米以上的跑步,1500米以上的游泳、慢跑、散步、迪斯科、交谊舞、自行车、太极拳等都属于这类运动。由此,我们可以得到一个简单的启示:即大强度的运动不可能持续很长时间,总的能量消耗较少,因而不是理想的减肥运动方式;而强度较低的运动由于供氧充分,持续时间长,总的能量消耗多,更有利于减肥。减肥的最终目的是消耗体内过多的脂肪,而不是减少水分或其它成分。

剧烈运动时,体内处于暂时缺氧状态, 在缺氧状态下体内能源物质的代谢过程,称为无氧代谢。它包括以下两个供能系统。 ①非乳酸能(ATPPC)系统一般可维持10秒肌肉活动 无氧代谢 ②乳酸能系统一般可维持1~3分的肌肉活动 非乳酸能(ATPPC)系统和乳酸能系统是从事短时间、 剧烈运动肌肉供能的主要方式。ATP释放能量供肌肉收缩的时间仅为1~3秒, 要靠PC分解提供能量,但肌肉中PC的含量也只能够供ATP合成后 分解的能量维持6~8秒肌肉收缩的时间。因此, 进行10秒以内的快速活动主要靠ATPPC系统供给肌肉收缩时的能量。 乳酸能系统是持续进行剧烈运动时,肌肉内的肌糖元在缺氧状态下进行酵解, 经过一系列化学反应,最终在体内产生乳酸,同时释放能量供肌肉收缩。 这一代谢过程,可供1~3分左右肌肉收缩的时间。

是在氧充足的条件下,肝糖元或脂肪彻底氧化分解,最终生成大量二氧化碳(CO2)和水(H2O), 同时释放能量并生成ATP,称为有氧氧化系统。

人体内约有0.5kgATP,只能维持剧烈运动0.3秒,ATP与ADP可迅速转化,保持一种平衡。ADP转化成ATP过程,需要能量。

当ADP与磷酸基结合并获得8千卡能量,可形成ATP。

对于动物、人、真菌和大多数细菌来说,均来自细胞进行呼吸作用时有机物分解所释放的能量。对于绿色植物来说,除了依赖呼吸作用所释放的能量外,在叶绿体内进行光合作用时,ADP转化为ATP还利用了光能。

ATP发生水解时,形成ADP并释放一个磷酸根,同时释放能量。这些能量在细胞中就会被利用,肌肉收缩产生的运动,神经细胞的活动,生物体内的其他一切活动利用的都是ATP水解时产生的能量。

ATP在细胞中易于再生,所以是源源不断的能源。这种通过ATP的水解和合成而使放能反应所释放的能量用于吸能反应的过程称为ATP循环。因为ATP是细胞中普遍应用的能量的载体,所以常称之为细胞中的能量通货。

细胞内ATP与ADP相互转化的能量供应机制,是生物界的共性。从生物能量学的角度来看,ATP是生化系统的核心,即各种生化循环(如卡尔文循环、糖酵解和三羧酸循环等)均与ATP相耦联,或者说将ATPADP与各种代谢(合成与分解)相耦联。ATP是光能转化为化学能的唯一产物,而遗传系统是生化系统的一部分,因此,ATP被认为在遗传密码子的起源中起到了关键作用。

(1)由于在咪唑环和苯环上存在N元素,还有苯环上的氨基上的N元素,他们都存在着孤对电子,在溶液中加入金属离子,就有可能发生配位反应。

(2)在酸性溶液中氢离子与金属离子间存在竞争(金属离子有可能被质子化)即氢离子浓度过大。

(3)苯环,咪唑环以及氨基上的N元素的配位能力不一样,配位能力越强的越容易与金属离子发生配位反应。


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