19ATP與其他高能化合物2

1、 自由能自由能(g)(g)：指一個反應體系中：指一個反應體系中能夠做功能夠做功的那部分能的那部分能量。量。 自由能對生物體非常重要，不僅可用以判斷生物體自由能對生物體非常重要，不僅可用以判斷生物體內的某一過程內的某一過程能否自發(fā)進行能否自發(fā)進行，而且生物體內能用于，而且生物體內能用于作功的能也正是體內作功的能也正是體內生物化學反應釋放出的自由能生物化學反應釋放出的自由能。 18781878年，年，josiah willard gibbsjosiah willard gibbs結合熱力學第一定律結合熱力學第一定律和第二定律，提出了自由能的公式（恒溫恒壓）：和第二定律，提出了自由能的公式（恒溫恒壓

2、）： g=g= h h- -t t s s g g代表體系的自由能的變化，代表體系的自由能的變化， h h代表體系的熱焓代表體系的熱焓變化，變化， s s代表熵的變化。代表熵的變化。 自由能的變化自由能的變化(g)(g)：產(chǎn)物自由能與反應產(chǎn)物自由能與反應物自由能之差物自由能之差，與反應轉變過程無關。，與反應轉變過程無關。 標準自由能的變化標準自由能的變化(g(g0 0) )：298 k298 k，101.3 101.3 kpakpa，反應物濃度為，反應物濃度為1 mol/l1 mol/l。 生化反應中標準自由能生化反應中標準自由能的變化的變化(g(g0 0) )：298 k298 k，101.

3、3 kpa101.3 kpa，反應物濃度為，反應物濃度為1 1 mol/lmol/l，ph=7ph=7。如如 a + b c + d g = (gc + gd) -(ga + gb) g = g0+rtlncd/ab g0 反應反應不能自發(fā)不能自發(fā)進行，需要提供能量進行，需要提供能量 生物氧化生物氧化（biological biological oxidationoxidation）：）：物質在生物體內的氧化，主物質在生物體內的氧化，主要是指要是指糖糖、脂肪脂肪、蛋白質蛋白質等在等在體內體內分解時逐步釋放能量分解時逐步釋放能量，最，最終生成終生成coco2 2和和h h2 2o o的過程。的過

4、程。ooopoopoo-atpadpampoopnnnnnh2ooh ohch2oatp + h2o adp + pi g0 = -30.5 kj/moladp + h2o amp + pi g0 = -30.5 kj/molamp + h2o 腺苷腺苷+ pi g0 = -14.2 kj/mol高能磷酸鍵高能磷酸鍵：生化中把生化中把磷酸化合物磷酸化合物水解時釋出水解時釋出的能量的能量20 kj/mol20 kj/mol者所含的磷酸鍵稱者所含的磷酸鍵稱高能磷高能磷酸鍵酸鍵，常用，常用 p p表示，含有高能鍵的化合物稱為表示，含有高能鍵的化合物稱為高能化合物高能化合物(high energy c

5、ompound)。 磷酸酐磷酸酐：atpatp、adpadp、utputp、ctpctp、ppippi等等； 烯醇磷酸烯醇磷酸：peppep（磷酸烯醇式丙酮酸）；（磷酸烯醇式丙酮酸）； 混合酐混合酐：1,3-bp-1,3-bp-甘油酸；甘油酸； 磷酸胍類磷酸胍類：磷酸肌酸、磷酸精氨酸。磷酸肌酸、磷酸精氨酸。 高能硫酯鍵高能硫酯鍵：乙酰乙酰coacoa、脂酰、脂酰coacoa等。等。oopoopoo-nnnnnh2oohohch2ooopampadpatp-poopooooopo-oo-rc och2po-oo-hoocc och2pepphosphoenolpyruvateopo-oo-chc

6、ooh2choppo-oo-r c oo1,3-diphosphoglycerate磷酸胍類磷酸胍類(phosphocarbamidine)磷酸肌酸磷酸肌酸(phosphocreatine)(phosphocreatine)po-oo-n c nhnhch2hoocch3po-oo-c nhnhr高能硫酯鍵高能硫酯鍵(high energy thioester bond)乙酰乙酰coa (acetyl coa)ch3scoaoc 作為作為能量載體能量載體，提供合成代謝或分解代，提供合成代謝或分解代謝初始階段所需的能量；謝初始階段所需的能量； 供給機體供給機體生命活動所需的能量生命活動所需的能量

7、； 生成核苷三磷酸生成核苷三磷酸（ntpntp）；）； 將高能磷酸鍵將高能磷酸鍵轉移給肌酸以磷酸肌酸轉移給肌酸以磷酸肌酸（creatine phosphatecreatine phosphate）形式儲存）形式儲存。 g + atp g-6-p + adp g + atp g-6-p + adp 脂肪酸脂肪酸 +coa+atp +coa+atp 脂酰脂酰coa + amp + ppicoa + amp + ppi 氨基酸氨基酸 + atp + atp 氨基酰氨基酰 amp + ppiamp + ppi供給機體生命活動所需的能量供給機體生命活動所需的能量o2h+營養(yǎng)物營養(yǎng)物分解分解+eh2o氧化

8、磷酸化氧化磷酸化atpadppi生物合成生物合成肌肉收縮肌肉收縮信息傳遞信息傳遞離子轉運離子轉運pi1/2生成核苷三磷酸生成核苷三磷酸（ntp）核苷單磷酸激酶ndp+adpnmp+atp 核苷二磷酸激酶ntp+adpndp+atpo2 h2opi+1/2h+atpadpnmpndpntp生物大分子生物大分子吸能反應吸能反應前體前體氧化磷酸化氧化磷酸化2將高能磷酸鍵轉移給肌酸以將高能磷酸鍵轉移給肌酸以磷酸肌酸形式儲存磷酸肌酸形式儲存atp adpn c nhnhch2hoocch3磷酸肌酸磷酸肌酸(phosphocreatine)po-oo-肌酸肌酸(creatine)n c nh2nhch2h

9、oocch3atp的生成方式的生成方式 氧化磷酸化氧化磷酸化：代謝物脫下的氫經(jīng)電子傳代謝物脫下的氫經(jīng)電子傳遞鏈與氧結合成水的同時，逐步釋放出遞鏈與氧結合成水的同時，逐步釋放出能量，使能量，使adpadp磷酸化為磷酸化為atpatp的過程。的過程。 底物水平磷酸化底物水平磷酸化：代謝物脫氫與代謝物脫氫與adpadp（或（或gdpgdp）的磷酸化相偶聯(lián)。共）的磷酸化相偶聯(lián)。共3 3個反應。個反應。 光合磷酸化：光合作用過程中，光系統(tǒng)光合磷酸化：光合作用過程中，光系統(tǒng)將太陽的光能轉變?yōu)榛瘜W能（將太陽的光能轉變?yōu)榛瘜W能（atpatp）底物水平磷酸化底物水平磷酸化+atp+atp3-p-3-p-甘油酸甘油酸3-p-3-p-