ATP - 개념, 기능 및 중요성

2025-05-25화학15

우리는 ATP가 무엇인지, 무엇에 사용되는지, 이 분자가 어떻게 생성되는지 설명합니다. 또한, 해당작용(glycolysis), 크렙스 회로(Krebs cycle) 및 산화적 인산화(oxidative phosphorylation).

진핵 세포에서 ATP는 미토콘드리아에서 유래합니다.

ATP란 무엇입니까?

ATP는 세포 내부에서 발견되는 유기 분자입니다. 그 약자는 아데노신 트리포스페이트(adenosine triphosphate)의 약자로,뉴클레오티드 그룹에 속하는 화합물로, 에너지를 필요로 하는 세포 화학 반응에 필수적입니다.

ATP라는 이름은아데닌(질소 염기)과 결합된 이 분자의 구성에서 유래했습니다.원자하나에 탄소의 함유분자리보오스(당)와차례로 3개의 인산기(음전하를 띤 탄소와 인에 의해 형성된 분자)가 있습니다.

이 모든 것은 ATP의 분자식인
C10H16N5또는13P3

ATP 분자는 1929년 미국의 Cyrus H. Fiske와 Yellapragada SubbaRow에 의해 근육 조직의 인간 샘플에서 처음 발견되었으며, 독일에서는 생화학자 Karl Lohmann에 의해 독립적으로 발견되었습니다.

ATP 분자는 1929년에 발견되었지만, 다른 나라에서는 그 작용과 중요성에 대한 기록이 없었다.프로세스독일계 미국인 생화학자 Fritz Albert Lipmann (Krebs와 함께 1953 년 노벨상 수상자)의 연구 덕분에 1941 년까지 세포의 에너지 전달.

참고 항목:신진대사

ATP는 무슨 뜻인가요?

ATP는 "아데노신 삼인산(adenosine triphosphate)"의 약자로, 세 가지 기본 구성 요소로 구성된 유기 분자인 아데노신 삼인산(adenosine triphosphate)을 나타냅니다.

설탕. 그것은 리보오스라고 하는 일종의 5탄소 탄수화물로 구성됩니다.
질소 염기. 그것은 아데닌이라고 하는 질소 원자가 풍부한 일종의 화합물로 구성됩니다.
인산염 그룹. 그것은 음전하를 띤 탄소와 인 원자 그룹으로 구성됩니다. ATP에는 고에너지 접합을 통해 서로 연결된 3개의 인산기가 있습니다.

ATP는 무엇을 위한 것입니까?

ATP의 기능은 세포 내부에서 일어나는 생화학 반응에 에너지를 제공하는 것입니다.작은 공간에 많은 양의 에너지를 담을 수 있습니다.

ATP는 종종 세포 대사, 즉 세포 내에서 일어나는 화학 반응의 "에너지 통화"라고 합니다.

ATP는 일시적으로 다음을 포함합니다.화학 에너지분해의 신진 대사 과정 동안 방출됩니다.음식(이화작용). 그런 다음 이 에너지는 ATP에서 추출되어 에너지 입력(합성대사).

ATP는 어떻게 작동하나요?

ATP는 필요할 때 언제 어디서나 사용할 수 있는 많은 양의 화학 에너지를 사용할 수 있도록 하여 작동합니다. 이 에너지는 ATP의 인산기 사이의 화학 결합에 축적됩니다.

ATP가 분해될 때(물 분자와 관련된 반응에 의해) 에너지 방출과 함께무기 인산염(Pi)그룹과 ADP(아데노신 이인산) 분자도 방출됩니다.

ATP + H20 ⇆ ADP + 파이 + 에너지

이 반응은 ADP를 ATP로 다시 전환하기 위한 추가 에너지 입력이 있는 경우 역으로 발생할 수 있습니다. 이런 식으로 ADP는 "방전 된 배터리"로 작동하며, 새로운 인산기로 충전되면"충전 된 배터리"인 ATP가됩니다.

ATP는 어떻게 생성됩니까?

안에진핵 세포,ATP는 다음에서 시작됩니다.미토콘드리아, 이는 몇 가지 기본적인 대사 과정에 특화된 내부 구획입니다: 크렙스 회로(Krebs cycle), 전자 전달 사슬(electron transport chain), 산화적 인산화(oxidative phosphorylation).이러한 대사 경로를 통해 미토콘드리아는 음식 분자에 포함된 에너지를 추출하여 세포에 유용한 분자, 즉 ATP로 변환합니다.

음식을 섭취하면 음식을 구성하는 에너지가 풍부한 분자가 각 종의 특징인 소화 과정에 의해 분해되기 시작합니다(예: 인간은 소화 기관의 기관을 가지고 있음). 이런 식으로 세포 내부에 도달하는 분자는 단순 분자로 들어갑니다.

따라서 세포의 과제는 식품 분자(예: 포도당)에서 화학 에너지를 추출하여 ATP 분자로 변환하는 것입니다.

화학 에너지는 수많은 반응의 연속에 의해 얻어집니다.산화. 이러한 반응은 점진적으로 발생하며 ADP에 의해 포착되어 ATP를 생성하는 에너지의 일부를 방출합니다. 포도당의 경우 이 과정은 해당과정(glycolysis), 크렙스 회로(Krebs cycle) 및 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)의 세 단계로 구성됩니다.첫 번째는 세포질에서 발생하고 나머지는 미토콘드리아에서 발생합니다.

해당

ATP를 합성하기 위해서는 포도당에 저장된 화학 에너지를 방출해야 합니다.

해당과정(glycolysis)은포도당 분자(6개의 탄소를 가짐)를 2개의 피루브산 분자(화합물3개의 탄소로 형성됨).

해당과정은 수성 단계에서 발생합니다.세포질세포(세포질)의. 이 첫 번째 경로에서 생성된 피루브산은 변형을 계속하기 위해 미토콘드리아로 들어가야 합니다.

추가 정보:해당

크렙스 사이클

크렙스 회로는 미토콘드리아 내부에서 발생합니다.

크렙스 회로(구연산 회로(citric acid cycle) 또는 트리카르복실산 회로(tricarboxylic acid cycle)라고도 함)는 미토콘드리아 내에서 발생하는 기본 과정입니다.의 연속으로 구성됩니다.화학 반응다양한 식품 영양소에 포함된 에너지를 방출하는 것을 목표로 합니다. 또한, 전구체 분자는 아미노산을 생성하기 위해 크렙스 회로에서 생성됩니다.

포도당의 피루브산이 미토콘드리아에 들어가면 아세틸-CoA라는 고에너지 화합물로 전환됩니다. 크렙스 회로는 아세틸-CoA를 완전히 산화시키고 산화된 각 분자에서 두 가지 다른 효소를 방출하는 여러 효소 덕분에 작동합니다.2(이산화탄소) 및 H2또는 (물).

이 과정에서 화학 에너지가 방출되며,이는 NADH 및 FADH라고 하는 중간 화합물에 의해 흡수됩니다2. 이러한 물질은 다음 대사 단계인 전자 전달 사슬에 사용됩니다.

전자 전달 사슬 및 산화적 인산화

전자 전달 사슬 (electron transport chain)과산화 적 인산화 (oxidative phosphorylation)는 영양소 이용 회로의 마지막 단계를 구성하는 화학 반응에 주어진 이름입니다.

이러한 과정은 미토콘드리아의 내막에서 발생하며 산소와 크렙스 회로(NADH 및 FADH라고 함) 동안 생성된 화합물을 필요로 합니다.2).

이 단계에서 크렙스 회로에서 얻은 에너지는 NADH 및 FADH 중간체에 저장됩니다2. 따라서 ATP를 형성하기 위해 이러한 화합물에서 ADP로 에너지를 전달해야 합니다. 이것은 일련의 덕분에 발생합니다.단백질미토콘드리아의 내막에 나란히 내장되어 있습니다. 이 단백질 복합체는 전자 전달 사슬로 알려져 있습니다.

미토콘드리아 내에서 화학 반응은 NADH와 FADH의 전자가2그들은 단백질 사이를 흐르면서 양성자(H)의 전기화학적 구배를 형성합니다. 이 구배는 일종의 위치 에너지(원동력 양성자력이라고 함)로 변환됩니다. 호기성 유기체에서 이 과정은 분자 산소(또는+2).

마지막으로, 효소 ATP synthetase는 전자 전달 사슬에서 생성된 원동력 양성자력에서 많은 양의 에너지를 사용하여 ADP에서 ATP를 생성합니다. 후자의 과정을 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)라고 합니다.

산화적 인산화가 끝날 때쯤이면 미토콘드리아 내에서 36개의 새로운 ATP 분자가 생성될 것입니다. 이 ATP 분자는 세포질을 떠날 때 세포 활동에 사용할 수 있는 에너지를 제공합니다.