jump to navigation

Pengertian dari ATP June 3, 2010

Posted by berthae in kuliah.
Tags: ,
trackback

. Adenosin-5′-trifosfat (ATP) adalah multifungsi nukleotida yang memainkan peran penting dalam biologi sel sebagai koenzim, yaitu “molekul unit mata uang” intraselular energi transfer. [1]. Ini adalah sumber energi yang dihasilkan selama fotosintesis dan respirasi sel dan dikonsumsi oleh banyak enzim dan berbagai proses selular, termasuk reaksi biosintetik, motilitas, dan pembelahan sel. [2] ATP terdiri dari adenosin difosfat (ADP) atau adenosin monofosfat (AMP ) dan penggunaannya dalam metabolisme mengubahnya kembali ke prekursor ini in ATP each day. [ 3 ] Oleh karena itu ATP didaur ulang terus-menerus dalam organisme, dengan membalik tubuh manusia beratnya sendiri dalam ATP setiap hari. [3]
. ATP digunakan sebagai substrat dalam transduksi sinyal jalur oleh kinase yang memfosforilasi protein dan lipid, maupun oleh adenilat siklase, yang menggunakan ATP untuk menghasilkan pembawa pesan kedua molekul siklik AMP.. Rasio antara ATP dan AMP digunakan sebagai cara untuk sel merasakan betapa besar energi yang tersedia dan mengontrol jalur-jalur metabolisme yang menghasilkan dan mengkonsumsi ATP. [4] Terlepas dari peran dalam metabolisme energi dan sinyal, ATP juga dimasukkan ke dalam asam nukleat oleh polimerase dalam proses replikasi DNA dan transkripsi.
Struktur molekul ini terdiri dari purin basa (adenin) terikat pada 1 ‘karbon atom dari sebuah. Ini adalah penambahan dan penghapusan gugus fosfat ini yang mengkonversi antar ATP, ADP dan AMP. . Ketika ATP digunakan dalam sintesis DNA, maka gula ribosa pertama dikonversi menjadi deoksiribosa oleh ribonukleotida reduktase.
. ATP ini ditemukan pada tahun 1929 oleh Karl Lohmann, [5] namun struktur yang benar tidak ditentukan sampai beberapa tahun kemudian. [ 7 ] Saat itu diusulkan untuk menjadi energi utama. [6] Ini buatan pertama kali disintesis oleh Alexander Todd pada tahun 1948. [7]
Sifat fisik dan kimia
ATP terdiri dari adenosin – terdiri dari adenin cincin dan ribosa gula – dan tiga fosfat kelompok (trifosfat).. Kelompok yang phosphoryl, dimulai dengan kelompok paling dekat dengan ribosa, yang disebut sebagai alpha (α), beta (β), dan gamma (γ) fosfat. ATP sangat larut dalam air dan sangat stabil dalam larutan pH antara 6,8-7,4, tetapi cepat dihidrolisis pada pH yang ekstrim. Akibatnya, ATP paling baik disimpan sebagai garam anhidrat. [8]
ATP adalah molekul yang tidak stabil di unbuffered air, yang hydrolyses untuk ADP dan fosfat.. Hal ini karena kekuatan ikatan antara residu fosfat dalam ATP kurang dari kekuatan dari “hidrasi” ikatan antara produk-produknya (ADP + fosfat), dan air.. Jadi, jika ATP dan ADP berada dalam kesetimbangan kimia dalam air, hampir semua ATP pada akhirnya akan dikonversi ke ADP. . Sebuah sistem yang jauh dari kesetimbangan mengandung energi bebas Gibbs, dan mampu melakukan pekerjaan.. Sel hidup menjaga rasio ATP menjadi ADP pada suatu titik sepuluh lipat dari kesetimbangan, dengan konsentrasi ATP ribuan kali lipat lebih tinggi daripada konsentrasi ADP. [ 9 ] Perpindahan dari kesetimbangan berarti bahwa hidrolisis ATP dalam sel melepaskan energi dalam jumlah besar. [9]
. Isi energi molekul yang terisolasi ATP adalah suatu konsekuensi dari anhidrida berdekatan obligasi yang menghubungkan fosfat. [Rujukan?] Anhidrida menunjukkan peningkatan reaktifitas dibandingkan dengan asam yang sesuai. Hal ini karena obligasi yang merupakan separoh anhidrida kurang stabil (sehingga dalam energi yang lebih tinggi) dibandingkan dengan obligasi yang dapat dibentuk dari substitusi nukleofilik. [Rujukan?] Dalam kasus ATP, obligasi terbentuk dari hidrolisis, atau fosforilasi residu oleh ATP, energi lebih rendah daripada obligasi Setelah ditengahi enzim hidrolisis ATP atau fosforilasi oleh ATP, energi ini bisa dimanfaatkan oleh sistem hidup untuk melakukan kerja. [10] [11]
Setiap sistem tidak stabil berpotensi reaktif molekul dapat berpotensi digunakan sebagai cara untuk menyimpan energi bebas, jika sel mempertahankan konsentrasi mereka jauh dari titik ekuilibrium reaksi. [9] Namun, sebagaimana halnya dengan polimer biomolekul, hancurnya RNA, DNA, dan ATP ke monomer sederhana didorong oleh energi-release dan meningkatkan entropi-pertimbangan, dalam kedua standar konsentrasi, dan juga mereka konsentrasi ditemui di dalam sel.
Standar jumlah energi yang dilepaskan dari hidrolisis ATP dapat dihitung dari perubahan energi di bawah non-alami (standar) kondisi, kemudian memperbaiki konsentrasi biologis. [ 13 ] Perubahan total energi panas (entalpi) pada suhu dan tekanan standar dari dekomposisi terhidrasi ATP menjadi ADP dan fosfat anorganik terhidrasi adalah -20,5 kJ / mol, dengan perubahan energi bebas 3,4 kJ / mol. [12] Energi dirilis oleh berlayar padanya baik fosfat (P i) atau pirofosfat (PP i) unit dari ATP pada keadaan standar dari 1 M adalah: [13]
Biosintesis
. ATP konsentrasi di dalam sel biasanya 1-10 mM. [18] ATP dapat diproduksi oleh redoks reaksi sederhana dan kompleks menggunakan gula (karbohidrat) atau lipid sebagai sumber energi. Untuk ATP dapat disintesis dari kompleks bahan bakar, pertama-tama mereka harus dipecah menjadi komponen dasar mereka . Karbohidrat adalah dihidrolisis menjadi gula sederhana, seperti glukosa dan fruktosa.. Lemak (trigliserida) adalah metabolised untuk memberikan asam lemak dan gliserol.
. Proses keseluruhan dari oksidasi glukosa untuk karbon dioksida yang dikenal sebagai respirasi sel dan dapat menghasilkan sekitar 30 molekul ATP dari satu molekul glukosa. [19] ATP dapat dihasilkan oleh sejumlah proses seluler yang berbeda; tiga jalur utama yang digunakan untuk menghasilkan energi dalam eukariotik organisme glikolisis dan siklus asam sitrat / oksidatif fosforilasi, baik komponen respirasi sel, dan beta-oksidasi. Mayoritas produksi ATP ini oleh non-fotosintetik aerobik eukariota berlangsung di mitokondria, yang dapat membuat hampir 25% dari total volume sel biasa. [20]
Glikolisis
Main article: glycolysis Artikel utama: glikolisis
Dalam glikolisis, glukosa dan gliserol yang dimetabolisme untuk piruvat melalui jalur glikolitik. . Dalam kebanyakan organisme, proses ini terjadi di dalam sitosol, tetapi dalam beberapa protozoa seperti kinetoplastids, ini dilaksanakan secara khusus organel yang disebut glycosome. [21] Glikolisis bersih menghasilkan dua molekul ATP melalui fosforilasi substrat dikatalisis oleh dua enzim : Dua molekul NADH juga diproduksi, yang dapat dioksidasi melalui rantai transpor elektron dan menghasilkan generasi tambahan ATP oleh ATP sintase.. [ 22 ] The piruvat yang dihasilkan sebagai produk akhir dari glikolisis adalah untuk substrat Siklus Krebs. [22]
Dalam mitokondria, piruvat dioksidasi oleh piruvat dehidrogenase kompleks untuk asetil KoA, yang sepenuhnya teroksidasi menjadi karbon dioksida oleh siklus asam sitrat (juga dikenal sebagai Krebs Cycle . Setiap “giliran” dari siklus asam sitrat menghasilkan dua molekul karbon dioksida, satu molekul ATP setara guanosin trifosfat (GTP) melalui tingkat substrat fosforilasi dikatalisis oleh KoA suksinil sintetase, tiga molekul berkurangnya koenzim NADH, dan satu molekul koenzim pengurangan FADH 2. . Kedua molekul terakhir ini didaur ulang untuk mereka negara teroksidasi (NAD + dan FAD, masing-masing) melalui rantai transpor elektron, yang menghasilkan ATP tambahan oleh fosforilasi oksidatif.. Oksidasi dari molekul NADH hasil dalam sintesis 2-3 molekul ATP, dan oksidasi satu FADH 2 menghasilkan antara 1-2 molekul ATP. [19] Sebagian besar ATP sel dihasilkan oleh proses ini.. Meskipun siklus asam sitrat itu sendiri tidak melibatkan molekul oksigen, ia adalah sebuah obligately aerobik proses karena O 2 yang diperlukan untuk mendaur ulang dikurangi NADH dan FADH 2 teroksidasi negara mereka.. [ 20 ] Dalam ketiadaan oksigen siklus asam sitrat akan berhenti berfungsi karena kurangnya tersedia NAD + dan FAD. [20]
Generasi ATP oleh mitokondria dari NADH cytosolic bergantung pada-aspartat malat shuttle (dan sampai batas tertentu, yang gliserol-fosfat antar-jemput) karena bagian dalam membran mitokondria impermeabel terhadap NADH dan NAD. Daripada yang dihasilkan NADH mentransfer, sebuah malat dehidrogenase enzim mengkonversi oksaloasetat untuk malat, yang translokasi ke matriks mitokondria. Malat dehidrogenase lain-reaksi dikatalisis terjadi dalam arah yang berlawanan, menghasilkan oksaloasetat dan NADH dari baru diangkut malat dan toko interior mitokondria NAD. [ 20 ] Sebuah transaminase mengubah oksaloasetat untuk aspartat untuk transportasi kembali melintasi membran dan ke rohangan antarmémbran. [20]
. Hal ini menciptakan sebuah kekuatan pendorong proton yang merupakan efek bersih dari pH gradien dan potensial listrik gradien melintasi membran dalam mitokondria. Aliran proton bawah gradien potensial ini – yaitu, dari rohangan antarmémbran ke matriks – memberikan kekuatan pendorong untuk sintesis ATP oleh ATP sintase. [ 23 ] Ini enzim berisi subunit rotor yang berputar secara fisik relatif terhadap bagian statis dari protein selama sintesis ATP. [23]
Sebagian besar ATP disintesis dalam mitokondria akan digunakan untuk proses-proses seluler di sitosol; sehingga harus diekspor dari situs sintesis dalam matriks mitokondria. Membran berisi antiporter, yang ADP / ATP translokase, yang merupakan bagian integral membran protein yang digunakan untuk pertukaran baru-ATP disintesis dalam matriks untuk ADP di rohangan antarmémbran. [24] translokase ini didorong oleh potensial membran, seperti hasil dalam pergerakan sekitar 4 tuduhan negatif keluar dari membran mitokondria dalam pertukaran selama 3 bergerak dalam biaya negatif. Namun, juga diperlukan untuk mengangkut fosfat ke dalam mitokondria; pembawa fosfat bergerak proton dengan setiap fosfat, sebagian menghamburkan gradien proton.
. Asam lemak juga dapat dipecah menjadi asetil-KoA oleh beta-oksidasi.. Setiap putaran siklus ini mengurangi panjang rantai asil oleh dua atom karbon dan menghasilkan satu NADH dan satu molekul FADH 2, yang digunakan untuk menghasilkan ATP oleh fosforilasi oksidatif.. Karena NADH dan FADH 2 adalah molekul yang kaya energi, puluhan molekul ATP dapat dihasilkan oleh beta-oksidasi satu rantai asil panjang.. [ 25 ] Menghasilkan energi yang tinggi dari proses ini dan penyimpanan lemak kompak menjelaskan mengapa ini adalah yang paling sumber makanan padat kalori. [25] most eukaryotes, glucose is used as both
. Respirasi anaerobik atau fermentasi memerlukan generasi energi melalui proses oksidasi dengan tidak adanya O 2 sebagai penerima elektron. Pada kebanyakan eukariota, glukosa digunakan sebagai energi baik toko dan donor elektron.

About these ads

Comments»

No comments yet — be the first.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

%d bloggers like this: