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아데노신 트리 포스페이트를 나타내는 소분자 ATP는 모든 생물체의 주요 에너지 운반체입니다. 인간에서 ATP는 신체의 모든 단일 세포에 에너지를 저장하고 사용하는 생화학 적 방법입니다. ATP 에너지는 다른 동물과 식물의 주요 에너지 원이기도합니다.
ATP 분자 구조
ATP는 질소 성 염기 아데닌, 5- 탄소 당 리보스 및 3 개의 인산염 그룹 : 알파, 베타 및 감마로 구성됩니다. 베타 및 감마 포스페이트 사이의 결합은 특히 에너지가 높다. 이러한 결합이 끊어지면 광범위한 세포 반응과 메커니즘을 유발할 수있는 충분한 에너지를 방출합니다.
ATP를 에너지로 전환
세포가 에너지를 필요로 할 때마다, 그것은 베타 감마 포스페이트 결합을 파괴하여 아데노신 디 포스페이트 (ADP) 및 유리 포스페이트 분자를 생성한다. 세포는 ATP와 인산염을 결합하여 ATP를 만들어 과도한 에너지를 저장합니다. 세포는 호흡이라는 과정을 통해 ATP 형태의 에너지를 얻습니다.이 과정은 6 개의 탄소 포도당을 산화시켜 이산화탄소를 형성하는 일련의 화학 반응입니다.
호흡의 작동 원리
호흡에는 호기성 호흡과 혐기성 호흡의 두 가지 유형이 있습니다. 호기성 호흡은 산소로 발생하며 많은 양의 에너지를 생성하는 반면, 혐기성 호흡은 산소를 사용하지 않고 소량의 에너지를 생성합니다.
호기성 호흡 중 포도당의 산화는 에너지를 방출 한 다음 ADP와 무기 인산염 (Pi)에서 ATP를 합성하는 데 사용됩니다. 호흡 동안 6 개의 탄소 포도당 대신 지방과 단백질이 사용될 수도 있습니다.
호기성 호흡은 세포의 미토콘드리아에서 발생하며 3 단계로 진행됩니다 : 해당 과정, Krebs주기 및 시토크롬 시스템.
당 분해 중 ATP
세포질에서 일어나는 당분 해 동안, 6 개의 탄소 포도당은 2 개의 3 개의 탄소 피루브산 단위로 분해됩니다. 제거 된 수소는 수소 담체 NAD와 결합하여 NADH를 만듭니다.2. 결과적으로 2 ATP의 순이익이 발생합니다. 피루브산은 미토콘드리아의 매트릭스에 들어가 산화를 통해 이산화탄소를 잃고 아세틸 CoA라는 2 개의 탄소 분자를 생성합니다. 제거 된 수소는 NAD와 결합하여 NADH를 만듭니다.2.
Krebs주기 중 ATP
시트르산주기라고도하는 Krebs주기는 NADH 및 flavin adenine dinucleotide (FADH)의 고 에너지 분자를 생성합니다2) 및 일부 ATP. 아세틸 CoA가 Krebs주기에 들어가면 옥 살로 아세트산이라는 4 탄산과 결합하여 구연산이라는 6 탄산을 만듭니다. 효소는 일련의 화학 반응을 일으켜 시트르산을 변환하고 고 에너지 전자를 NAD로 방출합니다. 반응 중 하나에서, ATP 분자를 합성하기에 충분한 에너지가 방출된다. 각 포도당 분자마다 2 개의 피루브산 분자가 시스템에 들어가며, 이는 2 개의 ATP 분자가 형성됨을 의미합니다.
시토크롬 시스템 중 ATP
수소 운반체 시스템 또는 전자 전달 사슬로도 알려진 시토크롬 시스템은 가장 많은 ATP를 생성하는 호기성 호흡 과정의 일부입니다. 전자 수송 사슬은 미토콘드리아 내막의 단백질로 형성됩니다. NADH는 수소 이온과 전자를 사슬로 옮깁니다. 전자는 막의 단백질에 에너지를 공급 한 다음 막을 가로 질러 수소 이온을 펌핑하는 데 사용됩니다. 이 이온 흐름은 ATP를 합성합니다.
모두 38 개의 ATP 분자가 하나의 포도당 분자에서 생성됩니다.