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高能化合物的储存和利用

时间:2022-12-07 百科知识 版权反馈
【摘要】:在生物氧化过程中,虽然生成的高能化合物很多,但最终都必须通过氧化磷酸化或底物磷酸化反应将其蕴藏的化学能释放并转移给ADP生成ATP后,才能被机体利用。机体能量的储存、利用、转换都是以ATP为中心,ATP是生物体进行各种生命活动能够直接利用的能量形式。磷酸肌酸是肌肉和大脑组织中高能磷酸键的储存形式。

在生物氧化过程中,虽然生成的高能化合物很多,但最终都必须通过氧化磷酸化或底物磷酸化反应将其蕴藏的化学能释放并转移给ADP生成ATP后,才能被机体利用。机体能量的储存、利用、转换都是以ATP为中心,ATP是生物体进行各种生命活动能够直接利用的能量形式。线粒体中生成的ATP经腺苷酸转位酶的作用,可与细胞质中的ADP交换而进入细胞质。ATP可直接释放其高能磷酸键中的能量,参与机体的各种生命活动,例如肌肉运动(机械能)、腺体分泌(渗透能)、物质代谢(化学能)、生物信息传递(电能)以及维持体温(热能)等。

为体内某些物质合成代谢过程提供能量的UTP、GTP和CTP,都是在二磷酸核苷激酶的催化下,与ATP反应生成的。即这些物质分子中的高能磷酸键(~P)均来自ATP。反应如下:

另外,在肌肉剧烈运动等状况时,体内ATP消耗过多,而ADP累积,此时ADP可在腺苷酸激酶催化下生成ATP被利用。此反应可逆,即当ATP需要量下降时,ATP可生成ADP。

在机体处于安静状态时,机体不需要很多ATP,ATP可在肌酸激酶(CK)作用下,将分子中的~P转移给肌酸(C)生成磷酸肌酸(C~P)。磷酸肌酸是肌肉和大脑组织中高能磷酸键的储存形式。当机体耗能比较多,ATP/ADP比值下降时,磷酸肌酸中的~P又可转移给ADP生成ATP,为生命活动提供所需要的能量。另外,在正常生理情况下,少量的磷酸肌酸可发生脱磷酸反应生成肌酐,随尿液排出体外。

ATP在体内生成、利用和储存关系可总结为图6-7。

图6-7 ATP的生成、利用和储存
AH2:代谢物 C:肌酸 C~P:磷酸肌酸 ~P:高能磷酸键

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