ATP與其他高能化合物

自由能（FreeEnergy)自由能(G)：指一個(gè)反應(yīng)體系中能夠做功的那部分能量。自由能對(duì)生物體非常重要，不僅可用以判斷生物體內(nèi)的某一過程能否自發(fā)進(jìn)行，而且生物體內(nèi)能用于作功的能也正是體內(nèi)生物化學(xué)反應(yīng)釋放出的自由能。1878年，JosiahWillardGibbs結(jié)合熱力學(xué)第一定律和第二定律，提出了自由能的公式（恒溫恒壓）：

ΔG=ΔH-TΔS

ΔG代表體系的自由能的變化，ΔH代表體系的熱焓變化，ΔS代表熵的變化。自由能的變化自由能的變化(ΔG)：產(chǎn)物自由能與反應(yīng)物自由能之差，與反應(yīng)轉(zhuǎn)變過程無關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)自由能的變化(ΔG0)：298K，101.3KPa，反應(yīng)物濃度為1mol/L。生化反應(yīng)中標(biāo)準(zhǔn)自由能的變化(ΔG0’)：298K，101.3KPa，反應(yīng)物濃度為1mol/L，pH=7。如

A+BC+D

ΔG=(GC+GD)-(GA+GB)

ΔG=ΔG0+RTln[C][D]/[A][B]ΔG<0

釋放自由能，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行

ΔG=0

只做體積功，不做有用功，反應(yīng)可逆

ΔG>0

反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行，需要提供能量

自由能變化與生物化學(xué)反應(yīng)高能化合物來自生物氧化

生物氧化（biologicaloxidation）： 物質(zhì)在生物體內(nèi)的氧化，主要是指糖、脂肪、蛋白質(zhì)等在體內(nèi)分解時(shí)逐步釋放能量，最終生成CO2和H2O的過程。ATP與高能磷酸鍵高能磷酸鍵

（HighEnergyPhosphateBond)ATP+H2OADP+PiΔG0’=-30.5KJ/molADP+H2OAMP+PiΔG0’=-30.5KJ/molAMP+H2O腺苷+PiΔG0’=-14.2KJ/mol高能磷酸鍵：生化中把磷酸化合物水解時(shí)釋出的能量＞20KJ/mol者所含的磷酸鍵稱高能磷酸鍵，常用∽P表示，含有高能鍵的化合物稱為高能化合物(highenergycompound)。高能磷酸鍵的類型磷酸酐：ATP、ADP、UTP、CTP、PPi等；烯醇磷酸：PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）；混合酐：1,3-BP-甘油酸；磷酸胍類：磷酸肌酸、磷酸精氨酸。高能硫酯鍵：乙酰CoA、脂酰CoA等。磷酸酐類(Phosphoanhyride)烯醇磷酸類(Enolphosphate)PEP[phosphoenolpyruvate]混合酐（?；姿幔╊?/p>

(Acylphosphate)1,3-diphosphoglycerate磷酸胍類(Phosphocarbamidine)磷酸肌酸(phosphocreatine)高能硫酯鍵

(HighEnergyThioesterBond)乙酰CoA(acetylCoA)ATP的作用作為能量載體，提供合成代謝或分解代謝初始階段所需的能量；供給機(jī)體生命活動(dòng)所需的能量；生成核苷三磷酸（NTP）；將高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給肌酸以磷酸肌酸（creatinephosphate）形式儲(chǔ)存。提供合成代謝或分解代謝

初始階段所需的能量G+ATPG-6-P+ADP

脂肪酸+CoA+ATP脂酰CoA+AMP+PPi

氨基酸+ATP氨基酰~AMP+PPi供給機(jī)體生命活動(dòng)所需的能量O2H+營養(yǎng)物分解+eH2O氧化磷酸化ATPADPPi生物合成肌肉收縮信息傳遞離子轉(zhuǎn)運(yùn)Pi1/2生成核苷三磷酸（NTP）O2

H2OPi+1/2H+ATPADPNMPNDPNTP生物大分子吸能反應(yīng)前體氧化磷酸化2將高能磷酸鍵轉(zhuǎn)移給肌酸以

磷酸肌酸形式儲(chǔ)存NCNHNHCH2HOOCCH3～磷酸肌酸(phosphocreatine)PO-OO-肌酸(creatine)NCNH2NHCH2HOOCCH3ATP的生成方式氧化磷酸化：代謝物脫下的氫經(jīng)電子傳遞鏈與氧結(jié)合成水的同時(shí)，逐步釋放出能量，使ADP磷酸化為ATP的過程。底物水平磷酸化：代謝物脫氫與ADP（或GDP）的磷酸化相偶聯(lián)。共3個(gè)反應(yīng)。光合磷酸化：光合作用過程中，光系統(tǒng)將太陽的光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能（ATP）底物水