아데노신 삼인산을 나타내는 저분자 ATP는 모든 생명체의 주요 에너지 운반체입니다. 인간의 경우 ATP는 신체의 모든 세포에 에너지를 저장하고 사용하는 생화학 적 방법입니다. ATP 에너지는 또한 다른 동식물의 주요 에너지 원입니다.
ATP 분자 구조
ATP는 질소 염기 아데닌, 5 탄소 당 리보스 및 알파, 베타 및 감마의 세 가지 인산염 그룹으로 구성됩니다. 베타와 감마 인산염 사이의 결합은 특히 에너지가 높습니다. 이러한 결합이 끊어지면 다양한 세포 반응과 메커니즘을 촉발하기에 충분한 에너지를 방출합니다.
ATP를 에너지로 전환
세포에 에너지가 필요할 때마다 베타-감마 인산염 결합을 끊어 아데노신이 인산염 (ADP)과 자유 인산염 분자를 생성합니다. 세포는 ADP와 인산염을 결합하여 ATP를 만들어 과도한 에너지를 저장합니다. 세포는 6 탄소 포도당을 산화시켜 이산화탄소를 형성하는 일련의 화학 반응 인 호흡이라는 과정을 통해 ATP 형태의 에너지를 얻습니다.
호흡이 작동하는 방법
호흡에는 호기성 호흡과 혐기성 호흡의 두 가지 유형이 있습니다. 호기성 호흡은 산소와 함께 발생하며 많은 양의 에너지를 생성하는 반면 혐기성 호흡은 산소를 사용하지 않고 소량의 에너지를 생성합니다.
호기성 호흡 중 포도당의 산화는 에너지를 방출하고 ADP와 무기 인산염 (Pi)에서 ATP를 합성하는 데 사용됩니다. 호흡 중에 6 탄소 포도당 대신 지방과 단백질을 사용할 수도 있습니다.
호기성 호흡은 세포의 미토콘드리아에서 일어나며 해당 과정, 크렙스주기 및 사이토 크롬 시스템의 세 단계에 걸쳐 발생합니다.
당분 해 중 ATP
세포질에서 일어나는 해당 과정 동안 6 탄소 포도당은 2 개의 3 탄소 피루브산 단위로 분해됩니다. 제거 된 수소는 수소 운반체 NAD와 결합하여 NADH를 만듭니다.2. 그 결과 2 ATP의 순 이득이 발생합니다. 피루브산은 미토콘드리아의 매트릭스로 들어가 산화를 거쳐 이산화탄소를 잃고 아세틸 CoA라고하는 탄소 2 개 분자를 생성합니다. 제거 된 수소는 NAD와 결합하여 NADH를 만듭니다.2.
크렙스 사이클 중 ATP
구연산 회로라고도 알려진 크렙스 회로는 NADH와 플라 빈 아데닌 디 뉴클레오티드 (FADH)의 고 에너지 분자를 생성합니다.2) 및 일부 ATP. 아세틸 CoA가 크렙스 회로에 들어가면 옥 살로 아세트산이라고하는 4 개의 탄소 산과 결합하여 구연산이라고하는 6 개의 탄소 산을 만듭니다. 효소는 일련의 화학 반응을 일으켜 구연산을 전환하고 고 에너지 전자를 NAD로 방출합니다. 반응 중 하나에서 ATP 분자를 합성하기에 충분한 에너지가 방출됩니다. 각 포도당 분자에는 두 개의 피루브산 분자가 시스템에 들어가는데, 이는 두 개의 ATP 분자가 형성됨을 의미합니다.
사이토 크롬 시스템 중 ATP
수소 운반 시스템 또는 전자 전달 사슬이라고도 알려진 사이토 크롬 시스템은 가장 많은 ATP를 생성하는 호기성 호흡 과정의 일부입니다. 전자 수송 사슬은 미토콘드리아의 내부 막에있는 단백질로 형성됩니다. NADH는 수소 이온과 전자를 사슬로 보냅니다. 전자는 막에있는 단백질에 에너지를주고, 이는 막을 가로 질러 수소 이온을 펌핑하는 데 사용됩니다. 이 이온의 흐름은 ATP를 합성합니다.
전체적으로 38 개의 ATP 분자가 하나의 포도당 분자에서 생성됩니다.