ATP是甚麼?ATP能做甚麼?

ATP三磷酸腺苷（英語：adenosine triphosphate, ATP；也稱作腺苷三磷酸、腺嘌呤核苷三磷酸）在生物化學中是一種核苷酸，作為細胞內能量傳遞的「分子通貨」，儲存和傳遞化學能。ATP在核酸合成中也具有重要作用。它也是RNA序列中的鳥嘌呤二核苷酸，在DNA進行轉錄或複製時可做為替補。

其實ATP是生物中基本的能量型態。我們所有的運動從打球打球、走路、撥電話甚至是休息，都是靠ATP提供肌肉能量而才能動作。而ATP可以從食物中經消化及一連串的化學反應獲得。

除了食物，想要加快獲得ATP還有一個捷徑，如多照照太陽，其中特殊波段的紅光，經由細胞粒線體能吸收光的特性，能將光能量運用到細胞中，而後幫助ATP能量。

其實，生物一切的運動能量都來自ATP☼

一切肌肉活動（包括跑步），都需要能量來維持，但食物只是肌肉活動所需能量的間接來源。在人體內經過一系列的化學反應後，食物被分解時所釋放的能量，就會被用來製造一種名為三磷酸腺苷（adenosine triphosphate）簡稱 ATP的高能量化合物，並儲存於肌肉細胞之中，當ATP被分解的時候，就能夠提供能量作肌肉活動之用了。

ATP是一種生物中的能量形式

ATP是一種生物運作中所需使用的高能量化合物。我們都知道身體是吸收食物獲得能量，不過其實食物在人體內分解時所釋放出的能量，並不能直接應用於肌肉活動上，這些能量必須先用來製造ATP，並儲存於肌肉細胞之中，只有ATP被分解時所釋放出的能量，才能直接被應用到肌肉活動當中。

能量是生命的基礎

能量的展現是生命的特徵。生命的現象，小至細菌在顯微鏡下的游動，大至非洲巨象笨重的行走；從實際可見的鯨魚裂浪躍水，到人類高度抽象的思維，在在都需要能量來進行與維持。沒有能量的表現，生命就不復存在。所以能量是人類最基本的需求，是生命的基礎。

這些生物體能量的來源是如何產生？與燃煤或發電的核能有何不同呢？ATP的來源、運作以及與非生物性能量有何差異呢？

從科學的研究得知，幾乎所有生物所需的能量都是由一種叫ATP的物質，水解產生能量而來的。ATP的結構如圖示，當它水解後變成ADP（二磷酸腺苷）及磷酸根（Pi）並釋放出能量，作為生物各種活動利用，以展現生命的現象。

為什麼幾乎所有生物都是用同一種物質產生能量來進行與維持生命？雖然酒精或金門高梁酒經過燃燒可以產生許多能量，蠟燭或汽油燃燒後又更多了，但這些結構單純，產生的能量又多的物質，卻不是生物生命所需的能量來源，反而是ATP這種結構複雜、罕見且產生能量並不見得多的物質，是構成生物生命能量的主要來源。

ATP所以可為生物所用，乃是它具有腺嘌呤及核醣作水解作用之基礎。原來當三個磷酸根的其中一個被水解而脫離了ATP原來的位置時，它就產生極大的能量。生物生命一切活動所需。激發了生命之光。所有的生物，從最小的微生物到最高等的人類，都依靠那個脫落的磷酸根所產生的能量而生存。

ATP循環

人體每天的能量需要水解100-150摩爾的ATP，即相當於50至75千克這麼多。這意味著人一天將要分解掉相當於他體重的ATP。但人體中ATP的總量只有大約0.1摩爾（51公克左右），所以每個ATP分子每天要被重複利用1000-1500次。ATP不能被儲存，因為ATP在合成後必須於短時間內被消耗。

ATP生物合成

在細胞中ATP的摩爾濃度通常是1-10mM。ATP可通過多種細胞途徑產生。最典型的如在粒線體中通過氧化磷酸化由三磷酸腺苷合酶合成，或者在植物的葉綠體中通過光合作用合成。ATP合成的主要能源爲葡萄糖和脂肪酸。每分子葡萄糖先在細胞質基質中產生2分子丙酮酸同時產生2分子ATP，最終在粒線體中通過三羧酸循環（或稱檸檬酸循環）產生最多38分子ATP。脂肪酸氧化分解進入檸檬酸循環，長鏈脫除也可以用於氧化磷酸化分解產生ATP，一般為108個ATP。

資料來源：

1. 中信月刊：1990/9 第9卷第9期（343）
2. 黃sir的跑步秘笈，2016/08
3. wikipedia，三磷酸腺苷，2019/04
4. pubchem，2019/04
5. Ferguson, S. J.; Nicholls, David; Ferguson, Stuart. Bioenergetics 3 3rd. San Diego: Academic. 2002. ISBN 0-12-518121-3.
6. 林海斌. 是斷鍵釋能？還是水解釋能？——ATP的能量來源. 《化學教學》. 2009年1月: 74–76.
7. Beis I.，和Newsholme E.A.，（1975）。
8. atp.holisticphysio.com，2019/04

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