ATPとは何か、それが何のためにあるのか、そしてこの分子がどのように生成されるのかを説明します。また、解糖、クレブス回路、および酸化的リン酸化。
ATPとは何ですか？
の中に生化学、頭字語ATPは、アデノシン三リン酸またはアデノシン三リン酸を示します。これは、ヌクレオチドのグループに属する有機分子であり、 細胞。 ATPは、人体と他の人体の両方で、ほとんどの細胞プロセスと機能で使用される主なエネルギー源です。生き物.
ATPの名前は、この分子の分子組成に由来し、窒素塩基（アデニン）が結合して形成されます。原子 カーボンワン分子 ペントースシュガー（リボースとも呼ばれます）のイオン 別の炭素原子に結合したリン酸塩。これらはすべてATPの分子式C10H16N5O13P3にまとめられています。
ATP分子は、1929年にCyrus H.FiskeとYellapragadaSubbaRowによって米国の人間の筋肉で最初に発見され、ドイツでは生化学者KarlLohmannによって独立して発見されました。
ATP分子は1929年に発見されましたが、その機能と重要性の記録はありませんでした。プロセス ドイツ系アメリカ人の生化学者フリッツ・アルベルト・リップマン（1953年にノーベル賞を受賞し、クレブスと共に）の研究のおかげで、1941年までの細胞のエネルギー移動の可能性。
参照：代謝
ATPとは何ですか？
ATPの主な機能は、細胞内で起こる生化学反応のエネルギー供給として機能することです。そのため、この分子は生物の「エネルギー通貨」としても知られています。
ATPは瞬間的に封じ込めるのに有用な分子です 化学エネルギー の分解の代謝過程で放出される食物、そして必要に応じてそれを再び放出して、細胞輸送などの体のさまざまな生物学的プロセスを推進し、消費する反応を促進しますエネルギー または、歩行などの身体の機械的動作を実行することもできます。
ATPはどのように作られていますか？
細胞内では、ATPは細胞内で起こるプロセスである細胞呼吸によって合成されます。ミトコンドリア セルの。この現象の間に、ブドウ糖に蓄えられた化学エネルギーは、酸化 そのリリースCO2、H2OおよびATPの形のエネルギー。グルコースはこの反応の優れた基質ですが、次のことを明確にする必要があります。タンパク質 そしてその 脂肪 それらはATPに酸化することもできます。からのこれらの栄養素のそれぞれ 給餌 個人の代謝経路は異なりますが、共通の代謝物であるアセチルCoAに収束します。アセチルCoAは、クレブス回路を開始し、化学エネルギーを取得するプロセスを収束させます。これは、すべての細胞がATPの形でエネルギーを消費するためです。
細胞呼吸プロセスは、解糖系（細胞がブドウ糖を燃料として使用する場合にのみ必要となる以前の経路）、クレブス回路、および電子伝達系の3つの段階または段階に分けることができます。最初の2つの段階では、アセチルCoA、CO2、および少量のATPのみが生成されますが、呼吸の3番目の段階では生成されます。 H2O そしてほとんどのATPは「複合ATPシンターゼ」と呼ばれるタンパク質のセットを介して。
解糖
前述のように、解糖は細胞呼吸の前の経路であり、その間に各グルコース（6つの炭素を含む）に対して2つのピルビン酸が形成されます（ 化合物 3つの炭素によって形成されます）。
細胞呼吸の他の2つの段階とは異なり、解糖は 細胞質 セルの。この最初の経路から生じるピルビン酸は、アセチルCoAへの変換を継続するためにミトコンドリアに入り、クレブス回路で使用できるようにする必要があります。
クレブス回路
クレブス回路（クエン酸回路またはトリカルボン酸回路も）は、細胞ミトコンドリアのマトリックスで発生する基本的なプロセスであり、 化学反応 どんな感じ？目的 生物のさまざまな食品栄養素の処理から得られたアセチルCoAに含まれる化学エネルギーの放出、および別の性質の生化学反応に必要な他のアミノ酸の前駆体の取得。
このサイクルは、炭水化物、脂質、タンパク質の酸化であるはるかに大きなプロセスの一部であり、その中間段階は次のとおりです。前述の有機化合物の炭素によるアセチルCoAの形成後、酸化的リン酸化の前。によって触媒される反応で組み立てられた」エンザイム ATP合成酵素またはATP合成酵素と呼ばれます。
クレブス回路は、アセチルCoAを完全に酸化し、各酸化分子から2つの異なる酵素（CO2（二酸化炭素）とH2O（水））を放出するいくつかの異なる酵素のおかげで機能します。さらに、クレブス回路の間に、最小量のGTP（ATPと同様）が生成され、細胞呼吸の次の段階でATPの合成に使用されるNADHおよびFADH2の形で電力を削減します。
このサイクルは、アセチルCoA分子とオキサロ酢酸分子の融合から始まります。この結合により、6炭素分子であるクエン酸塩が生成されます。このようにして補酵素Aが放出され、実際に何度も再利用されています。セル内のATPが多すぎる場合、このステップは禁止されます。
続いて、クエン酸塩またはクエン酸は一連の連続的な変換を受け、イソクエン酸塩、ケトグルタル酸塩、スクシニル-CoA、コハク酸塩、フマル酸塩、リンゴ酸塩、およびオキサロ酢酸が再び連続的に発生します。これらの製品と一緒に、完全なクレブス回路ごとに最小量のGTPが生成され、NADH、FADH2、およびCO2の形で電力が削減されます。
電子伝達系と酸化的リン酸化
栄養素収穫回路の最終段階では、酸化的リン酸化と呼ばれるプロセスでATPを生成するために、クレブス回路中に生成された酸素と化合物を使用します。ミトコンドリア内膜で起こるこのプロセスの間に、NADHとFADH2は寄付します 電子 それらをエネルギー的に低いレベルに追いやる。これらの電子は最終的に酸素によって受け入れられます（陽子と結合すると水分子の形成を引き起こします）。
電子鎖と酸化的リン酸化の間の結合は、2つの相反する反応に基づいて機能します。1つはエネルギーを放出し、もう1つはATP合成酵素の介入のおかげでその放出されたエネルギーを使用してATP分子を生成します。電子が一連のチェーンを「移動」するとき レドックス反応、放出されたエネルギーは、プロトンを膜に送り込むために使用されます。これらのプロトンがATP合成酵素を介して拡散して戻ると、それらのエネルギーを使用して追加のリン酸基がADP（アデノシン二リン酸）分子に結合し、ATPが形成されます。
ATPの重要性
ATPは、細胞内で発生するさまざまな反応、たとえば、 高分子 のような複雑で基本的なDNA, RNA または細胞内で起こるタンパク質合成のために。したがって、ATPは体内で起こるほとんどの反応を可能にするために必要なエネルギーを提供します。
「エネルギー供与体」分子としてのATPの有用性は、エネルギーが豊富なリン酸結合の存在によって説明されます。これらの同じ結合は、ATPがADPに加水分解されるとき、つまり水の作用によってリン酸基を失うときに「破壊」することによって大量のエネルギーを放出する可能性があります。の反応 加水分解 ATPは次のとおりです。
ATPは、たとえば筋収縮に不可欠です。ATPは高分子を輸送するための鍵です原形質膜 （エキソサイトーシスと細胞エンドサイトーシス）そしてまた間のシナプスコミュニケーションのためにニューロン、したがって、食品から得られたブドウ糖から、その継続的な合成が不可欠です。これがその重要性です 生活、ヒ素やシアン化物などのATPプロセスを阻害するいくつかの有毒元素の摂取は致命的であり、劇症的な方法で生物の死を引き起こします。