ثلاثي فوسفات الأدنوسين-5′ Adenosine-5′-triphosphate (ATP) هو نيوكليوتيد متعدد الوظائف شديد الأهمية ك "عملة جزيئية" لنقل الطاقة داخل الخلية.[1] وفي هذا الدور, ينقل ATP الطاقة الكيميائية داخل الخلايا للأيض. ويتم انتاجه كمصدر للطاقة أثناء عمليات التمثيل الضوئي والتنفس الخلوي وتستهلكه الإنزيمات والعديد من العمليات الخلوية بما فيها biosynthetic reactions, motility وانقسام الخلية. وفي سبل signal transduction, يتم استخدام ATP ك substrate by kinases that phosphorylate الپروتينات والدهون, as well as by adenylate cyclase, التي تستعمل ATP لانتاج جزيء second messenger cyclic AMP.
ATP أو Adenosine triphosphate هو عبارة عن نيكليوتيد (Nucleotide) تختزن فيها الطاقة على شكل رابطة غنية بالطاقة بين مجموعة فوسفات غير عضوية (Inorganic Phosphate Pi)و مركب ADP. ويتكون مركب ATP عن طريق تفاعل ADP مع مجموعة الفوسفات P في وجود طاقة عالية ناتجة عن طاقة الوضع التي اكتسبتها الإلكترونات بعد الإثارة. ADP + P + Energy ———> ATP
ATP + H2O → ADP(hydrated) + Pi(hydrated) + H+(hydrated) ΔG˚ = -30.54 kJ/mol (−7.3 kcal/mol)
ATP + H2O → AMP(hydrated) + PPi(hydrated) + H+(hydrated) ΔG˚ = -45.6 kJ/mol (−10.9 kcal/mol)
تحتاج الخلايا الحية، لتأمين القوة اللازمة لها من أجل القيام بوظائفها الأساسية، إلى الطاقة التي يوفرها المركب «ثلاثي فسفات الأدينوزين» ATP؛ وهي تحتاج إلى مقدار كبير من هذا المركب. وقد أماط الذين حصلوا على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1997، اللثام عن تفاصيل دقيقة حول كيفية عمل المركب ATP وكيف يتجدد ويعاد تدويره.
توزعت جائزة نوبل في الكيمياء بين ثلاثة باحثين، فنال نصفها كل من D .P. بوير و E .J. ووكر عن بحوثهما حول كيفية قيام الإنزيم المعروف بـ « ATP synthase أ ت ف سنتاز ، بعمله محفزا إلى تشكيل ثلاثي فسفات الأدينوزين (ATP) من ثنائي فسفات الأدينوزين (ADP).
إن تحول أحد هذين المركبين إلى الآخر وبالعكس، هو أمر أساسي من أجل استمرار تزويد الخلية بما تحتاج إليه من طاقة. فعند تحطم رابطة من روابط الفسفات العالية الطاقة في المركب ATP (وتحوله إلى المركب ADP)، يتحرر مقدار من الطاقة يعمل على إنجاز مهام مثل تقلص العضلات، أو نقل الأيونات عبر غشاء الخلية، أو اصطناع مركبات جديدة. وتحول الخلية ثانية المركب ADP إلى المركب ATP بإعادة تشكيل رابطة فسفات ثالثة فيه بمساعدة الإنزيم سنتاز ATP.
تركزت أبحاث بولز التي بدأها منذ الخمسينات، على دراسة آلية تشكل المركب ATP بمساعدة هذا الإنزيم الذي يتشكل من عدد من الوحدات الفرعية (3) التي عينها بوير، تقوم بعملها على نحو يشبه عمل دواليب المسننات، حيث ترتبط أولاً بالمركب ADP وبمجموعة فسفاتية، ثم تتمخض عن المركب ATP. وقد أسهمت جهود ووكر، لإيضاح البنية الثلاثية الأبعاد لهذا الإنزيم في التحقق من هذه الآلية بصورة حاسمة عام 1994.
أما نصف الجائزة الآخر، فكان من نصيب C .J. سكو لاكتشافه، عام 1957، إنزيم الأدينوزين ثلاثي الفسفاتاز المحفَّز بالصوديوم والبوتاسيوم (وهو إنزيم يحفز حلمهة ثلاثي فسفات الأدينوزين، ومختصره: Na+, K+-ATPase). يحطم هذا البروتين روابط المركب ATP، ويستخدم الطاقة المحررة لنقل أيونات الصوديوم و البوتاسيوم عبر الأغشية الخلوية محافظًَا على التوازن الذاتي داخل الخلية. لقد كان سكو باكتشافه هذا، أول من تعرف إنزيما يتحكم في حركة الأيونات عبر الغشاء الخلوي. وقد تم لاحقًا تعرّف ما صار يسمى «بالمضخة الأيونية» ion pump ، التي ما لبثت أن غدت هدف العاملين في الصناعة الدوائية بسبب دورها في تنظيم السيرورات الحيوية بصورة منهجية. فالعقاقير المستخدمة حاليًا في معالجة القرحة المعدية مثلاً، تعمل من خلال تدخلها بعمل المضخة الأيونية التي تتحكم في تحرير حمض كلور الماء وإطلاقه في المعدة.
فهرست
[إخفاء]
1 تنفس لاهوائي
2 تجديد ATP بواسطة nucleoside diphosphate kinases
3 انتاج ATP أثناء التمثيل الضوئي
4 الارتباط بالپروتينات
5 انظر أيضاً
6 المصادر
7 وصلات خارجية
تنفس لاهوائي
المقالة الرئيسية: anaerobic respiration
C6H12O6 2CH3CH(OH)COOH + 2 ATP
تجديد ATP بواسطة nucleoside diphosphate kinases
ATP can also be synthesized through several so-called "replenishment" reactions catalyzed by the enzyme families of nucleoside diphosphate kinases (NDKs), which use other nucleoside triphosphates as a high-energy phosphate donor, and the ATP:guanido-phosphotransferase family, which uses creatine.
ADP + GTP ATP + GDP
انتاج ATP أثناء التمثيل الضوئي
which directly implies this equation:
الارتباط بالپروتينات
An example of the Rossmann fold, a structural domain of a decarboxylase enzyme from the bacterium Staphylococcus epidermidis (PDB ID 1G5Q) with a bound flavin mononucleotide cofactor.
انظر أيضاً
Adenosine diphosphate (ADP)
Adenosine monophosphate (AMP)
Cyclic adenosine monophosphate (cAMP)
ATPases
ATP hydrolysis
Citric acid cycle (also called the Krebs cycle or TCA cycle)
Phosphagen
Nucleotide exchange factor
Mitochondria
Photophosphorylation
المصادر
^ Knowles JR (1980). "Enzyme-catalyzed phosphoryl transfer reactions". Annu. Rev. Biochem. 49: 877–919. doi:10.1146/annurev.bi.49.070180.004305. PMID 6250450.
وصلات خارجية
CliffNotes – Adenosine Triphosphate (ATP)
PubChem entry for Adenosine Triphosphate
