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高能磷酸鍵

high-energy phosphate bond

  
定義


   指磷酸化合物中具有高能的磷酸鍵,其鍵能在5kcal/mol(1cal=4.18J)以上。如醯基磷酸化物、焦磷酸化物、烯醇式磷酸化物中的磷氧鍵型(—O~P)和胍基磷酸化物的氮磷鍵型(—N~P)均屬高能磷酸鍵

  

劃分


   生物化學中常將水解時釋放的能量大於20KJ/mol的磷酸鍵稱為高能磷酸鍵,主要有以下幾種類型:

  1.磷酸酐鍵:包括各種多磷酸核苷類化合物,如ADP,ATP等。

  2.混合酐鍵:由磷酸與羧酸脫水后形成的酐鍵,主要有1,3-二磷酸甘油酸等化合物。

  3.烯醇磷酸鍵:見於磷酸烯醇式丙酮酸中。

  4.磷酸胍鍵:見於磷酸肌酸中,是肌肉和腦組織中能量的貯存形式。磷酸肌酸中的高能磷酸鍵不能被直接利用,而必須先將其高能磷酸鍵轉移給ATP,才能供生理活動之需,這一反應過程由肌酸磷酸激酶(CPK)催化完成。

  

區別


   高能磷酸鍵與化學鍵是不同的概念,它是等效出來的、抽象的概念,不是實質的結構。比如ATP水解時,舊的化學鍵斷裂,新鍵生成,總共放出7.3千卡能量,我們說,這是一個高能磷酸鍵斷裂,放出了7.3千卡能量。

1高能磷酸化合物

  

高能磷酸化合物的定義


  

  代謝過程中出現的磷酸化合物,儘管它們都是脫水形成的,但是將它們再水解時,釋放的自由能有極大的差異。有些自由能的變化為-2000到-3000cal,如6-磷酸葡萄糖、3-磷酸甘油、腺核苷酸等;另有一些如焦磷酸、乙醯磷酸、肌酸磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸等磷酸化合物,每克分子水解時,自由能的變化為-7000到-12000cal。根據這些實驗結果,生物化學上將后一類磷酸化合物稱作高能磷酸化合物,前一類稱低能磷酸化合物(以5000cal為界限)。

  

高能磷酸化合物


  

  從化學結構上含高能磷酸鍵的化合物分為:1、磷酸酐,如焦磷酸,核苷酸;2、羧酸和磷酸合成的混合酸酐,如乙醯磷酸,1,3-二磷酸甘油酸,氨基醯-AMP;3、烯醇磷酸,如磷酸烯醇式丙酮酸;4、磷氨酸衍生物(R-NH-PO3H2),如磷酸肌酸。

2高能磷酸鍵的鍵能

  高能磷酸鍵並不是因為它的鍵能高,實際上,它的鍵能不一定會有多高。

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