1. ATP (adenosine triphosphate, 아데노신 3인산)
ㅇ 세포의 에너지 대사에서, 핵심적인 역할을 하는 분자
2. ATP의 구조
ㅇ (구조) : (인산 결합)
- 구조식 : (아데노신 - 인산(α) - 인산(β) - 인산(γ))
- 아데노신에 3개의 연속한 인산기가 결합된 유기 분자
. 아데노신 (adenosine) : 아데닌(adenine,질소 염기)과 리보스(ribose,오탄당)가 결합된 구조
. 3개의 인산 (Phosphate groups) : 3개 인산기(α, β, γ)가 고 에너지 인산 결합으로 연결됨
3. ATP의 생리적 작용 : (저장/방출, 사용, 발생)
ㅇ 에너지 저장/방출 : ATP의 인산 결합은 고 에너지 결합으로, 분해될 때 많은 에너지 방출
* (결합이 끊어질 때, 다량의 에너지가 방출되므로, 세포 내 에너지 저장 형태로 쓰임)
- ATP → ADP + Pi : 1개의 인산기가 떨어지며, 약 7.3 kcal/mol의 에너지 방출
- ADP → AMP + Pi : 추가적으로 에너지가 방출될 수 있음
. ADP (Adenosine Diphosphate) : ATP에서 인산기 하나가 떨어진 상태
. Pi (inorganic phosphate) : 무기 인산. ATP에서 떨어져 나가는 인산기를 말함
. AMP (Adenosine Monophosphate) : 인산기 2개가 떨어진 상태
ㅇ 에너지 사용 : 방출된 에너지는, 다음과 같은 세포 활동들에 직접 사용됨
- 근육 수축 : 액틴과 미오신 사이의 상호작용을 위한 에너지 공급
- 이온 펌프 작동 (나트륨 - 칼륨 펌프) : 나트륨 - 칼륨 펌프 등 세포막을 통한 이온 수송
- 화학 반응 촉진 : 단백질 합성, 지방 합성, DNA 복제 등 생합성 반응
- 세포 분열 및 성장 등
ㅇ 에너지 발생
- ATP 분자 끝에 위치한 인산기의 인산 결합이 가수분해 되면서, 에너지를 발생시킴
4. ATP의 생성 및 재생 : (ATP는, 세포 활동을 위한 에너지원 임)
ㅇ 에너지 생성 : ATP 합성
- ATP는, 세포 호흡 과정에서 생성되며, 이는 에너지 원천임
ㅇ 에너지 저장 : ATP 형태로 에너지 저장
- 세포는, 다음과 같은 대사 과정을 통해, ADP + Pi → ATP의 형태로, 에너지를 저장
. 해당 과정 (Glycolysis) : 포도당 분해 과정에서 ATP 생성
. 시트르산 회로 (TCA cycle) : 포도당 분해 산물을 산화하여, 고 에너지 전자 전달자 생성
. 전자전달계 (Electron Transport Chain) : 고 에너지 전자를 이용해, ATP를 대량 생성
. 산화적 인산화 (Oxidative Phosphorylation) : 미토콘드리아 내 전자전달계를 통해 ATP 합성
- 이 과정에서, 에너지원(포도당)의 산화로 얻은 에너지를 이용해, ATP를 재합성하며,
. 때론, 이를두고, "에너지를 생성한다"라고 표현되기도 함
. 그러나, 정확히는 화학 에너지의 저장 형태로 전환되는 것임
ㅇ 사실상, ATP는, 세포 내에서 끊임없이 생성되고 소비됨
※ 성인의 경우, 하루 동안 몸의 전체 ATP 양이, 약 50kg에 해당하는 양으로 재생산된다고 추정됨
- 한편, 식물 세포에서는 광합성을 통해 ATP를 생성
5. ATP의 수송 분자로써의 역할
ㅇ (몸 안에 글리코젠,지질 등으로 저장된) 에너지를 사용키 위해,
ㅇ (수송 분자인) ATP로 재가공 필요함
6. [참고사항]
ㅇ (ATP/ADP 비율)
- 세포의 에너지 상태를 나타냄