ATP

ATP在能量转运中的地位和作用

ATP是各种活细胞中普遍存在的一种高能磷酸化合物，磷酸化合物在生物机体的换能过程中

占有重要地位。ATP的标准自由能在所有含磷酸基团的化合物中处于中间位置，这使ATP有可

能在磷酸基团转移中作为中间传递体而起作用。在物质的分解代谢中形成的更高磷酸基团转

移势能的化合物，例如，磷酸烯醇式丙酮酸、3—磷酸甘油酸磷酸（又称1、3—二磷酸甘油

酸）都是葡萄糖分解的中间产物。葡萄糖分解为乳酸时释放出的大部分自由能，几乎都保留

在这两个化合物中。在细胞中这两个化合物并不直接水解，而是通过特殊激酶的作用，以转

移磷酸基团的形式，将捕获的自由能传递给ADP从而形成ATP。这就是葡萄糖在分解过程中产

生ATP的一种方式。而ATP分子又倾向于将它的磷酸基团转移给具有较低磷酸基团转移势能的

化合物，例如D—葡萄糖和甘油分子，从而依次生成D—葡萄糖—6—磷酸和甘油—3—磷酸。

这就是ATP在磷酸基团转移中所起的中间传递体的作用。可以说它是一个转移磷酸基团的

“共同中间传递体”。另外，ATP也并不是以长时期不动的形式存在，而是不断地处于动态

平衡的周转之中。生活细胞在生命活动中无时无刻不需要能量供应，可以证明ATP的消耗也

是可观的。一般情况下，ATP分子一旦形成，一分钟之内就被利用。一个处于安静状态的成

人，据估算，一日内需消耗40kg的ATP。在剧烈运动时，ATP的利用率每分钟可达到0.5kg。

ATP依靠ATP与ADP相互转化传递磷酸基团并提供能量，也靠它不断补充自己。由此我们可以看出，ATP在传递能量方面起着转运站的作用。它是能量的携带者和转运者，

但并不是能量的贮存者，有储存作用的磷酸化合物是磷酸肌酸和磷酸精氨酸，磷酸肌酸有称

肌酸磷酸，是易兴奋组织如肌肉、脑、神经等唯一能起暂时储能作用的物质。磷酸肌酸转移

其磷酸基团的唯一途径就是ADP-ATP途径，因此可以认为磷酸肌酸是高能物质ATP的能量储存

库，肌肉中磷酸肌酸的含量比ATP约高3-4倍，足以维持ATP的恒定水平。磷酸精氨酸是无脊

椎动物如蟹、龙虾肌肉中的储能物质，它的作用和磷酸肌酸完全相同，都能在一定时间内给

激烈运动的肌肉细胞提供能量需要，并维持ATP的水平。

2、生物体中的直接能源并非只有ATP

能够直接提供自由能推动生物体多种化学反应的核苷酸类分子除ATP外，还有GTP（鸟苷三磷

酸）、UTP（尿苷三磷酸）以及CTP（胞苷三磷酸）等。

例如，GTP对G蛋白的活化，蛋白质的生物合成，蛋白质的寻靶作用，蛋白质的转运等等都作

为推动力提供自由能；又例如，UTP在糖元合成中所起的活化葡萄糖分子的作用；CTP在合成

磷脂酰胆碱，磷脂酰乙醇胺以及合成纤维素中所起的推动作用等等。