Adenosine triphosphate

Adenosine triphosphate
Danh pháp IUPAC	[(2R,3S,4R,5R)-5-(6-aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2- yl]methyl (hydroxy-phosphonooxyphosphoryl) hydrogen phosphate
Tên khác	adenosine 5'-(tetrahydrogen triphosphate)
Nhận dạng
Số CAS	56-65-5
Thuộc tính
Khối lượng mol	507.18 g/mol
Khối lượng riêng	1.04 g/cm3
Điểm nóng chảy	187 °C
Điểm sôi
Độ axit (pKa)	6.5
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa). Tham khảo hộp thông tin

ATP là phân tử mang năng lượng, có chức năng vận chuyển năng lượng đến các nơi cần thiết cho tế bào sử dụng. Chỉ có thông qua ATP, tế bào mới sử dụng được thế năng hóa học cất giấu trong cấu trúc phân tử hữu cơ. Cụ thể khi một phân tử glucose phân giải thành CO2 và nước, thì có 686kcal/mol được giải phóng. Ở ống nghiệm, năng lượng đó tỏa đi dưới dạng nhiệt năng mà chỉ có máy hơi nước mới có khả năng chuyển nhiệt thành công cơ học, còn trong tế bào thì không có khả năng đó. Hóa năng được giải phóng trong tế bào sẽ được một cơ chế chuyển dịch thế năng hóa học, truyền dần từ phân tử này sang phân tử khác; nghĩa là năng lượng mà một phân tử mất đi sẽ được chuyển dịch sang cấu trúc hóa học của một phân tử khác do đó không chuyển thành nhiệt. ATP tức adenosin triphosphat. Phân tử này có 3 phần: một cấu trúc vòng có các nguyên tử C, H và N được gọi là adenine; một phân tử đường 5 carbon là ribose và 3 nhóm phosphat kế tiếp nhau nối vào chất đường. Phân tử ATP phân giải, nhả năng lượng như sau: với sự có mặt của nước, khi gãy liên kết giữa oxy với nguyên tử phospho (P) cuối cùng thì tách ra một phân tử phosphat vô cơ (Pi), còn lại là Adenosin Diphosphat (ADP) và có12kcal/mol được giải phóng. Quá trình ngược lại tổng hợp ATP từ ADP và Pi cũng phải cung cấp cho ADP một lượng năng lượng 12Kcal/mol.

Tính chất vật lý và hóa học

Phân tử ATP gồm adenosine - tạo ra từ một vòng adenine và một đường ribose - và ba nhóm phosphate (nên gọi là triphosphate). Các nhóm phosphat, bắt đầu từ nhóm gần nhất với nhóm ribose, được gọi lần lượt là alpha (α), beta (β), và gamma (γ) phosphat. ATP tan tốt trong nước và khá ổn định trong dung dịch có độ pH từ 6.8 đến 7.4, nhưng nhanh chóng bị thủy phân ở pH quá cao hoặc quá thấp. Do đó, ATP được dự trữ tốt nhất dưới dạng muối khan. Phân tử ATP không ổn định trong nước không đệm và bị thủy phân thành ADP và phosphate. Lý do là liên kết giữa các phần tử phosphate còn lại trong ATP yếu hơn liên kết hydro giữa ADP và nước. Vì vậy, nếu ATP và ADP ở trong cân bằng hóa học trong nước, gần như toàn bộ ATP sẽ dần chuyển thành ADP. Một hệ thống hóa học ở xa khỏi cân bằng có chứa năng lượng tự do Gibbs, và có khả năng sinh công. Tế bào sống giữ tỉ lệ ATP trên ADP ở mức 10¹⁰ lần mức cân bằng, với nồng độ ATP cao gấp một nghìn lần nồng độ ADP. Ở mức xa cân bằng như trên, khi bị thủy phân ATP giải phóng một lượng lớn năng lượng. ATP thường được gọi là "phân tử năng lượng cao". Tuy nhiên, cách gọi này dễ đánh lạc hướng. Như tất cả phản ứng hóa học đã đạt đến cân bằng, một hỗn hợp ATP và ADP đã đạt đến cân bằng ổn định trong nước sẽ không dẫn đến thêm thủy phân tịnh của ATP. Nói chính xác hơn, ATP và nước giống như một hỗn hợp các chất phản ứng như xăng và chất oxi-hóa: cả hai phải có mặt mới có thế giải phóng năng lượng.