复旦生物化学代谢部分课件-ATP与其他高能化合物2

ATP及高能化合物ATPandHighEnergyCompound自由能的变化•自由能的变化(ΔG)：产物自由能与反应物自由能之差，与反应转变过程无关。•标准自由能的变化(ΔG0)：298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L。•生化反应中标准自由能的变化(ΔG0’)：298K，101.3KPa，反应物浓度为1mol/L，pH=7。高能化合物来自生物氧化生物氧化（biologicaloxidation）：物质在生物体内的氧化，主要是指糖、脂肪、蛋白质等在体内分解时逐步释放能量，最终生成CO2和H2O的过程。ATP与高能磷酸键αβγO～OOPOOPOO----ATPADPAMPOOP～NNNNNH2OOHOHCH2O高能磷酸键（HighEnergyPhosphateBond)•ATP+H2OADP+PiΔG0’=-30.5KJ/mol•ADP+H2OAMP+PiΔG0’=-30.5KJ/mol•AMP+H2O腺苷+PiΔG0’=-14.2KJ/mol•高能磷酸键：生化中把磷酸化合物水解时释出的能量＞20KJ/mol者所含的磷酸键称高能磷酸键，常用∽P表示，含有高能键的化合物称为高能化合物(highenergycompound)。高能磷酸键的类型•磷酸酐：ATP、ADP、UTP、CTP、PPi等；•烯醇磷酸：PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）；•混合酐：1,3-BP-甘油酸；•磷酸胍类：磷酸肌酸、磷酸精氨酸。•高能硫酯键：乙酰CoA、脂酰CoA等。磷酸酐类(Phosphoanhyride)αβOOPOOPOO--～-NNNNNH2OOHOHCH2O～OOPAMPADPATP----POOPOOOO～Oγβα烯醇磷酸类(Enolphosphate)～PO-OO-RCOCH2～PO-OO-HOOCCOCH2PEP[phosphoenolpyruvate]混合酐（酰基磷酸）类(Acylphosphate)O～PO-OO-CHCOOH2CHOP～PO-OO-RCOO1,3-diphosphoglycerate磷酸胍类(Phosphocarbamidine)磷酸肌酸(phosphocreatine)PO-OO-～NCNHNHCH2HOOCCH3PO-OO-～CNHNHR高能硫酯键(HighEnergyThioesterBond)乙酰CoA(acetylCoA)CH3～SCoAOCATP的作用•作为能量载体，提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量；•供给机体生命活动所需的能量；•生成核苷三磷酸（NTP）；•将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸（creatinephosphate）形式储存。提供合成代谢或分解代谢初始阶段所需的能量G+ATPG-6-P+ADP脂肪酸+CoA+ATP脂酰CoA+AMP+PPi氨基酸+ATP氨基酰~AMP+PPi供给机体生命活动所需的能量O2H+营养物分解+eH2O氧化磷酸化ATPADPPi生物合成肌肉收缩信息传递离子转运Pi1/2生成核苷三磷酸（NTP）核苷单磷酸激酶NDP+ADPNMP+ATP核苷二磷酸激酶NTP+ADPNDP+ATP将高能磷酸键转移给肌酸以磷酸肌酸形式储存ATPADPNCNHNHCH2HOOCCH3～磷酸肌酸(phosphocreatine)PO-OO-肌酸(creatine)NCNH2NHCH2HOOCCH3ATP的生成方式•氧化磷酸化：代谢物脱下的氢经电子传递链与氧结合成水的同时，逐步释放出能量，使ADP磷酸化为ATP的过程。•底物水平磷酸化：代谢物脱氢与ADP（或GDP）的磷酸化相偶联。共3个反应。•光合磷酸化：光合作用过程中，光系统将太阳的光能转变为化学能（ATP）底物水平磷酸化+ATP3-P-甘油酸3-P-甘油酸激酶+ADP1,3-BP-甘油酸丙酮酸+ATP丙酮酸激酶PEP+ADP琥珀酰CoA+Pi+GDP琥珀酰CoA合成酶琥珀酸+CoA+GTP