高能磷酸键

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high-energy phosphate bond  

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定义

磷酸化合物中具有高能的磷酸键,其键能在5kcal/mol(1cal=4.18J)以上。如酰基磷酸化物、焦磷酸化物、烯醇式磷酸化物中的磷氧键型(—O~P)和胍基磷酸化物的氮磷键型(—N~P)均属高能磷酸键。  

划分

生物化学中常将水解时释放的能量大于20KJ/mol的磷酸键称为高能磷酸键,主要有以下几种类型:

1.磷酸酐键:包括各种多磷酸核苷类化合物,如ADP,ATP等。

2.混合酐键:由磷酸与羧酸脱水后形成的酐键,主要有1,3-二磷酸甘油酸等化合物。

3.烯醇磷酸键:见于磷酸烯醇式丙酮酸中。

4.磷酸胍键:见于磷酸肌酸中,是肌肉和脑组织中能量的贮存形式。磷酸肌酸中的高能磷酸键不能被直接利用,而必须先将其高能磷酸键转移给ATP,才能供生理活动之需,这一反应过程由肌酸磷酸激酶(CPK)催化完成。  

区别

高能磷酸键与化学键是不同的概念,它是等效出来的、抽象的概念,不是实质的结构。比如ATP水解时,旧的化学键断裂,新键生成,总共放出7.3千卡能量,我们说,这是一个高能磷酸键断裂,放出了7.3千卡能量。  

高能磷酸化合物

高能磷酸化合物的定义

代谢过程中出现的磷酸化合物,尽管它们都是脱水形成的,但是将它们再水解时,释放的自由能有极大的差异。有些自由能的变化为-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、乙酰磷酸、肌酸磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸等磷酸化合物,每克分子水解时,自由能的变化为-7000到-12000cal。根据这些实验结果,生物化学上将后一类磷酸化合物称作高能磷酸化合物,前一类称低能磷酸化合物(以5000cal为界限)。  

高能磷酸化合物

从化学结构上含高能磷酸键的化合物分为:1、磷酸酐,如焦磷酸,核苷酸;2、羧酸和磷酸合成的混合酸酐,如乙酰磷酸,1,3-二磷酸甘油酸,氨基酰-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。  

高能磷酸键的键能

高能磷酸键并不是因为它的键能高,实际上,它的键能不一定会有多高。

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