أدينوسين ثلاثي الفوسفات

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
أدينوسين ثلاثي الفوسفات
أدينوسين ثلاثي الفوسفات

أدينوسين ثلاثي الفوسفات

Identifiers
رقم CAS 56-65-5 Yes Check Circle.svg
بوبكيم (PubChem) 5957
كيم سبايدر (ChemSpider) 5742 Yes Check Circle.svg
بنك العقاقير (DrugBank) DB00171
موسوعة كيوتو للجينات والمجينات C00002
الكيانات الكيميائية للأهمية البيولوجية CHEBI:15422
مختبر علم الأحياء الجزيئي الأوروبي الكيميائي (ChEMBL) CHEMBL14249 Yes Check Circle.svg
IUPHAR ligand 1713
جمول-3D images Image 1
Image 2
صيغة كيميائية C10H16N5O13P3
كتلة مولية 507.18 غ.مول−1
الكتلة المولية 507.18 g/mol
الكثافة 1.04 g/cm3 (ملح ثنائي الصوديوم)
نقطة الانصهار 187 °س، 460 °ك، 369 °ف (تحلل ثنائي الصوديوم)
حموضة (pKa) 6.5
في حال عدم ورود غير ذلك فإن البيانات الواردة أعلاه معطاة بالحالة القياسية (عند 25 °س و 100 كيلوباسكال)
أدينوسين ثلاثي الفوسفات

الأدينوزين ثلاثيُّ الفوسفات (ATP) نكليوتيد تختزن فيه الطاقة (حرارة) على شكل رابطة غنية بالطاقة بين مجموعة فوسفات غير عضوي ومركب أدينوسين ثنائي الفوسفات ADP.

ويتكون مركب ATP عن طريق تفاعل ADP مع جزيء الفوسفات P في وجود طاقة عالية ناتجة عن الطاقة التي اكتسبتها الإلكترونات بعد الإثارة ، طبقا للتفاعل:

ADP + P + طاقة ----> ATP

يتألف ATP من القاعدة النيتروجينية أدينين، وسكر الريبوز، وثلاث مجموعات فوسفات . تحتوي الروابط بين مجموعات الفوسفات علي طاقة كيميائية مختزنة بكميات كبيرة التي يمثلها الرمز ~ . ويمكن لهذه الطاقة أن تنطلق عند تحطم إحدى روابط الفوسفات. فعند تحطم الرابطة بين مجموعتي الفوسفات الثانية والثالثة ، تتحرر طاقة مقدارها 12000 كالوري أو 7.3 كيلو سعرة/ مول تحت الظروف القياسية و ذلك أكبر بكثير من الطاقة المخزونة في الرابطة الكيميائية الاعتيادية للمركبات العضوية الأخرى ؛ و لذلك أعطيت المصطلح الرابطة العالية الطاقة high energy bond [2]، وينتج مركب الأدينوزين ثنائي الفوسفات. وقد تتحطم الرابطة بين مجموعتي الفوسفات الثانية والأولي لينتج مركب AMP. ويتم تخليق ATP في الميتوكوندريات عن طريق أكسدة الجلوكوز فتنطلق الطاقة المختزنة في الروابط الكيميائية الموجودة فيه لتخزن في مركبات ATP ، حيث تكون هذه الرابطة الفوسفاتية عالية التقلقل highly labile أيضاً بحيث أنها يمكن أن تنشطر آنياً كلما دعت الحاجة إلى طاقة تحفز التفاعلات الخلوية الأخرى . و عندما يطلق الـ ATP طاقته فإنه ينفصل بعيداً عن جذر حمض الفسفوريك و يتكون عند ذاك ثنائي فوسفات الأدينوزين ADP . و تسبب الطاقة المستحصلة من الغذيات بعد ذلك إعادة اتحاد الـ ADP مع حمض الفسفوريك لتوليد ATP جديد . و تستمر العملية بعد هذا مرات و مرات . و اهذه الأسباب يسمى الـ ATP باسم عملة الطاقة energy currency للخلية لأنه من الممكن صرفه و إعادة تكوينه مرة بعد أخرى . و لا تطول دورته في العادة لوقت إجمالي أكثر من بضع دقائق فقط .

ويعد (ATP) من الجزيئات الناقلة الأكثر انتشاراً في خلايا جميع المخلوقات الحية.

استعمالات ATP في الوظائف الخلوية و الوظائف الاستقلابية في الجسم[عدل]

يستعمل الـ ATP في ثلاث مجموعات رئيسية من الوظائف الخلوية و هي :

  1. النقل الغشائي .
  2. تركيب المركبات الخلوية .
  3. أعمال آلية .

و هذه الاستعمالات المختلفة الثلاثة هامة لكل من :

  1. تجهيز الطاقة اللازمة لنقل الصوديوم خلال غشاء الخلية .
  2. و تنشيط الريبوسومات لتكوين البروتين .
  3. و تجهيز الطاقة الضرورية للتقلص العضلي .

و بالإضافة إلى كون طاقة الـ ATP ضرورية للغشاء الخلوي عند نقله الصوديوم فهي ضرورية أيضاً بصورة مباشرة أو غير مباشرة لنقل أيونات البوتاسيوم و أيونات الكالسيوم و أيونات الفوسفات و أيونات الكلوريد و اليورات و أيونات الهيدروجين و العديد و الأيونات و المواد الأخرى أيضاً [3]. و النقل عبر غشاء الخلية مهم جداً لوظائف الخلية لدرجة أن البعض منها مثل خلايا النبيبات الكلوية تستخدم حوالي 80 % من الـ ATP الذي يتم توليده فيها لهذا الغرض لوحده . و بالإضافة لتكوين الخلايا للبروتينات فإنها تقوم أيضاً بتوليد الشحوم الفسفورية و الكوليستيرول و البيروينات purines و البيريميدينات و مجموعة أخرى من المواد . و يحتاج تكوين أي مركب كيميائي تقريباً إلى طاقة ؛ فمثلاً يمكن أن يكون جزيء بروتين واحد مركباً من عدة آلاف من الأحماض الأمينية ملتصقة ببعضها البعض بارتباطات ببتيدية . و يحتاج تكوين كل واحد من هذه الارتباطات إلى تحليل ثلاثة ارتباطات عالية الطاقة . و لذلك لا بد من إطلاق عدة آلاف من جزيئات الـ ATP أو من جزيئات ثلاثي فوسفات الجوانوزين GTP المقارن لتطلق طاقاتها لكي تولد أحد جزيئات البروتين . و في الواقع تستعمل بعض الخلايا 75 % تقريباً ندمن كل الـ ATP الذي يتكون فيها لتركيب المركبات الكيميائية الجديدة فيها . و يصدق هذا بصورة خاصة أثناء مرحلة نمو الخلايا [4]. و الاستعمال الرئيسي الأخير للـ ATP هو تجهيز الطاقة لبعض الخلايا لتوليد عمل آلي ؛ حيث يحتاج تقلض الليف العضلي إلى استهلاك كميت كبيرة من الـ ATP . و تقوم بعض الخلايا الأخرى بأعمال آلية بطرق خاصة أخرى كالحركات الهدبية و الأميبية ؛ و مصدر الطاقة لكل هذه الأنواع من الأعمال الآلية هو الـ ATP .

و باختصار :

  • تحتاج الخلية النشطة حوالي مليوني جزيء ATP كل ثانية فهو مصدر طاقة:
  • بناء المواد الغذائية مثل السكريات العديدة، وتحويل الأحماض الأمينية إلي بروتين، وتضاعف DNA.
  • الحركة وانقباض العضلات وانقسام الخلية.
  • عملية النقل النشط.
  • تسريع التفاعلات الكيميائية.

مثال على استعماله الحشرة المسماة سراج الحصادين تحول طاقة ATP إلى طاقة ضوئية، وتسمى هذه الظاهرة بالإضاءة الحيوية.

دور الميتوكوندريا في العمليات الكيميائية المكونة للـ ATP[عدل]

يتعرض الجلوكوز عند دخوله إلى الخلايا للإنزيمات الموجودة في السيتوبلازم التي تحوله إلى حمض البيروفيك ، و تسمى هذه العملية باسم الانحلال السكري glycolysis. و تتحول كمية صغيرة من الـ ADP إلى ATP بواسطة الطاقة التي تحرر أثناء هذا التحول و لكن هذه الكمية لا تمثل إلا 5% من مجموع استقلاب الطاقة في الخلية . و المعلوم أن القسم الأكبر من ATP الخلية يتكون في الميتوكوندريا ، و تحول كل الأحماض البيروفية و بعض الأحماض الدهنية و معظم الأحماض الأمينية إلى المركب تميم الإنزيم A في العصارة الخلوية و في الميتوكوندريا . و تعمل على هذه المادة سلسلة من الإنزيمات فتتحلل بعمليات كيميائية متتالية تسمى دورة حمض الستريك أو دورة كريبس Krib's cycle. و ينشطر في دورة حمض الستريك تميم A إلى مكوناته الأساسية و هي ذرات الهيدروجين ، و ثاني أكسيد الكربون ، و ينتشر ثاني أكسيد الكربون بدوره إلى خارج الميتوكوندريا و أخيراً إلى خارج الخلية . و من الناحية الأخرى فإن أيونات الهيدروجين تكون فعالة جداً و تتحد في النهاية مع الأكسجين الذي ينتشر إلى الميتوكوندريا من سيتوبلازم الخلية ، و يحرر ذلك التفاعل كمية كبيرة من اـطاقة التي تستعملها الميتوكوندريا لتحويل كميات كبيرة من الـ ADP إلى الـ ATP ، و تحتاج إلى مشاركة أعداد كبيرة من الإنزيمات التي تكون أقساماً متكاملة من الرفوف الغشائية للميتوكوندريا التي تبرز إلى العصارة الخلوية .[5] و أولى الحوادث التي تتم هي إزالة إلكتورن واحد من ذرة الهيدروجين فيتحول بذلك إلى أيون هيدروجين . و الحادث التالي هو حركة هذه الأيونات خلال بروتينات كروية تسمى سنتاز الـ ATP التي تبرز مثل الأزرار خلال أغشية رفوف الميتوكوندريا . و سنتاز الـ ATP هو إنزيم يستعمل الطاقة المولدة من حركة أيونات الهيدروجين لتحول الـ ADP إلى ATP بينما تتحد في الوقت نفسه مع الأكسجين لتولد الماء ، و أخيراً ينقل الـ ATP المكون حديثاً إلى خارج الميتوكوندريا حيث كل يصل إلى كل أقسام السيتوبلازم و إلى جبلة النواة ، بينما توفر طاقته لتستعمل في محتلف وظائف الخلية . و تسمى هذه العملية الشاملة لتكوين الـ ATP باسم الآلية الكيميائية التناضحية لتكوين الـ ATP [6].

و الخلاصة : يتوفر الـ ATP دائماً و تطلق طاقاته بسرعة انفجارية تقريباً عندما تحتاجه الخلية . و للتعويض عن الـ ATP الذي يستهلك في الخلية تحلل العمليات الكيميائية البطيئة السكريات و الدهون و البروتينات و تستعمل الطاقة المولدة من ذلك لتكوين ATP جديد . و يتكون حوالي 95 % تقريباً من هذا الـ ATP في ميتوكوندريا الخلية مما يعلل تسمية الميتوكوندريابمحطات توليد الطاقة للخلية .

اقرأ أيضاً[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ مذكور في : بوب كيمhttps://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5957 — تاريخ الاطلاع: 19 نوفمبر 2016 — العنوان : Adenosine triphosphate — الرخصة: محتوى حر
  2. ^ Mishra، N.؛ Tuteja، R.؛ Tuteja، N. (2006). "Signaling through MAP kinase networks in plants". Arch. Biochem. Biophys. 452 (1): 55–68. PMID 16806044. doi:10.1016/j.abb.2006.05.001. 
  3. ^ Fredholm، B. B.؛ Abbracchio، M. P.؛ Burnstock، G.؛ Daly، J. W.؛ Harden، T. K.؛ Jacobson، K. A.؛ Leff، P.؛ Williams، M. (June 1, 1994). "Nomenclature and classification of purinoceptors". Pharmacol. Rev. 46 (2): 143–156. PMID 7938164. 
  4. ^ Fields، R. D.؛ Burnstock، G. (2006). "Purinergic signalling in neuron-glia interactions". Nature Rev. Neurosci. 7 (6): 423–436. PMC 2062484Freely accessible. PMID 16715052. doi:10.1038/nrn1928. 
  5. ^ Abbracchio، M. P.؛ Burnstock، G.؛ Verkhratsky، A.؛ Zimmermann، H. (January 2009). "Purinergic signalling in the nervous system: an overview". Trends Neurosci. 32 (1): 19–29. PMID 19008000. doi:10.1016/j.tins.2008.10.001. 
  6. ^ Byrnes، Chris (January 5, 2012). "Treating Small Fiber Neuropathy Symptoms With ATP". Working toward Wellness. اطلع عليه بتاريخ January 6, 2014.