주 메뉴 열기

아데노신 이인산(영어: Adenosine diphosphate, ADP) 또는 아데노신 피로인산(영어: Adenosine pyrophosphate, APP)은 물질대사 과정에서 중요한 유기 화합물이며, 살아있는 세포에게 에너지를 공급하기 위한 극히 중요한 물질이다. ADP는 크게 세 가지 물질, 아데닌, , 인산기 두 개가 결합한 형태이다. ADP에 있는 인산기 두 개와 아데노신은 당에 있는 탄소 원자와 각각 5개, 1개씩 결합한다.[1]

아데노신 이인산
Adenosindiphosphat protoniert.svg
Adenosine-diphosphate-3D-balls.png
일반적인 성질
IUPAC 이름 [(2R,3S,4R,5R)-5-(6-Aminopurin-9-yl)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]methyl phosphono hydrogen phosphate
분자식 C10H15N5O10P2
별칭 Adenosine 5′-diphosphate; Adenosine 5′-pyrophosphate; Adenosine pyrophosphate
CAS 번호 58-64-0
PubChem 6022
ChemSpider 5800
물리적 성질
상태 고체
분자량 407.201 g/mol
밀도 2.49 g/cm3
형태 백색
열화학적 성질
안전성

ADP는 아데노신 삼인산(ATP) 이나 아데노신 일인산(AMP)으로 상호 전환이 가능하다. ATP는 ADP보다 인산기 하나가 더 결합한 형태이며, AMP는 ADP와 달리 인산기가 하나만 결합한 형태이다. ATP에이스 효소가 ATP의 탈인산화 반응을 일으키는데, 모든 생명체는 이를 통해 에너지를 변환한다. ATP에서 인산기 하나가 끊기면, 에너지는 물질대사에 쓰이고, ADP와 부산물이 생긴다.[1] ADP와 AMP는 끊임없이 고 에너지 물질인 ATP로 재결합된다. ATP의 생합성은 기질수준 인산화, 산화적 인산화, 광인산화 등 여러 과정 전부에 걸쳐 이루어지며, 이 인산화 과정들은 ADP에 인산기 하나를 결합시킨다.

목차

생체에너지편집

ADP의 순환은 생물학적 에너지 시스템에서 일을 하는데 필요한 에너지, 즉 에너지를 어느 한 곳에서 다른곳으로 전달하는 열역학적 과정을 할 수 있게 해준다. 에너지에는 포텐셜 에너지운동 에너지, 두 가지가 있는데, 포텐셜 에너지는 저장된 에너지로도 볼 수 있고, 일을 하는데 쓸 수 있는 에너지라고도 볼 수 있다. 운동 에너지는 어떤 움직임에 대한 결과로써 물체가 가진 에너지이다. ATP는 그중 인산 결합에 포텐셜 에너지를 저장할 수 있는 능력이 있다. 이 인산 결합 사이에 저장된 에너지는 나중에 쓰기 위해 다음으로 전달 될 수 있다. \예를 들어, 어느 한 근육을 효과적으로 수축하기 위해서는 미오신과 액틴 사이에 여러 반응이 필요한데, 각각 근육을 수축하기 위해선 다량의 ATP가 필요하다. 이때 미리 축적해둔 ATP를 ADP나 AMP로 변환함으로써 수축하는데 필요한 에너지를 얻는다. 이러한 이유로 생물학적 에너지 시스템은 ADP를 ATP로 만들어 포텐셜 에너지를 보충하는 효율적인 방법을 개발하기 위해 진화 해왔다.[2]

ATP의 인산 결합 중 하나를 끊으면 ATP 1몰당 약 30.5 kJ (7.3 kcal) 이 생긴다.[3] ADP는 음식물에서 방출되는 화학 에너지를 통해 에너지를 다시 공급받고, ATP로 변환된다. 사람의 경우, 이 과정은 미토콘드리아의 유기 호흡을 통해 꾸준히 이루어진다.[2] 식물은 햇빛으로부터 에너지를 얻고 저장하기 위해, 광합성을 통해 ADP를 ATP로 변환한다.[3] 동물들은 포도당과 다른 분자의 분해 과정에서 방출되는 에너지를 사용하여 ADP를 ATP로 변환한다.

세포 호흡편집

이화작용편집

글루코스 분해과정에 포함되는 10단계의 이화작용은 글루코스 분해과정 중 에너지가 방출되는 초기 단계이며, 준비 단계와 분해 단계의 두 단계로 나눠진다. TCA 회로산화적 인산화 메커니즘에서 ADP와 인산염은 ATP를 합성하기위해 필요하다.[4] 포도당 분해 과정에서 두 효소 포스포글리세르산인산화효소와 피부르산키네이스는 기질수준 인산화를 통해 ADP에 인산염이 결합하는 반응을 촉진한다.[5]

 
글루코스 분해과정에 대한 개요

글루코스 분해 과정 (해당과정)편집

10단계로 구성되는 글루코스 분해는 살아있는 유기체 모두가 일으키는 과정이다. 해당과정 전반에 대한 화학 반응식은 다음과 같다.[6]

글루코스 + 2 NAD + + 2 Pi + 2 ADP → 2 피루빈산+ 2 ATP + 2 NADH + 2 H2O

1단계와 3단계에서는 ATP가 ADP와 Pi (무기 인산염)으로 분해되며 에너지를 방출하는 한편, 7단계와 10단계에서는 ATP를 생성하기 위해 ADP가 필요하다.[7]

구연산 회로편집

Krebs 회로나 TCA(트리카르복실산)회로라고도 하는 구연산 회로는 8단계 과정으로 글루코스 분해과정에 의해 피루빈산과 4 NADH, FADH2 및 GTP를 생성하며, ADP는 ATP로 변환된다.[8] 5단계에 가서야 석시닐-CoA 합성효소에 의해 GTP가 생성되어 ADP가 ATP로 변환된다(GTP + ADP → GDP + ATP).[9]

산화적 인산화편집

산화적 인산화를 통해 NADH 또는 FADH2에서 O2로 전자를 운반체를 이용해 전달하여 세포 호흡에서 생성된 ATP의 30개 당량 중 26개를 생성한다.[10] ADP와 인산염이 다시 한번 ATP가 되려면 고에너지 물질인 NADH 또는 FADH2에서 저에너지 물질인 O2로 전자가 전달될 때 방출되는 에너지가 필요하다.[11]

 
ATP- 합성 효소

미토콘드리아 ATP 합성 효소 복합체편집

해당과정 초기 단계 및 TCA 회로, 보조 인자와 같은 NAD+는 미토콘드리아 내막에 걸쳐 전자 운송 능력에 도움을 주는 전자를 주고 받는다.[12][13] ATP 합성 효소 복합체는 미토콘드리아 막(F0 부분) 내에 존재하며 이때 매트릭스가 돌출된다(F1 부분). 화학적 변화의 결과로 얻은 에너지는 ATP 합성효소의 활성 부위에서 무기 인산염과 ADP의 결합을 통해 ATP를 합성하는데 사용된다. 이때의 식은 ADP + Pi → ATP로 나타낼 수 있다.

혈소판 활성화편집

정상 상태일 때, 작은 원반 모양의 혈소판은 서로 상호작용 없이 혈액 속을 자유롭게 순환한다. ADP는 혈소판 내에 빽빽히 저장되며 혈소판이 활성화될 때 방출된다. ADP는 혈소판(P2Y1, P2Y12, P2X1)에서 발견되는 ADP 수용체군과 상호 작용하여 혈소판 활성화를 유도한다.[14]

  • P2Y1 수용체는 ADP와의 상호작용의 결과로 혈소판 집적과 형태 변화를 일으킨다.
  • P2Y12 수용체는 ADP에 대한 반응을 더욱 증폭시키고 집적 완료를 이끌어낸다.

혈액 속의 ADP는 ecto-ADP에이스의 작용에 의해 아데노신으로 전환되어 아데노신 수용체를 통한 추가적인 혈소판 활성화가 억제된다.

같이 보기편집

각주편집

  1. Cox, Michael; Nelson, David R.; Lehninger, Albert L. (2008). 《Lehninger principles of biochemistry》. San Francisco: W.H. Freeman. ISBN 0-7167-7108-X. 
  2. Nave, C.R. (2005). “Adenosine Triphosphate”. 《Hyper Physics [serial on the Internet]》. Georgia State University. 2019년 3월 31일에 확인함. 
  3. Farabee, M.J. (2002). “The Nature of ATP”. 《ATP and Biological Energy [serial on the Internet]》. 2007년 12월 1일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 3월 31일에 확인함. 
  4. “Regulation of glucose and glycogen metabolism during and after exercise”. 《J. Physiol.》 590 (Pt 5): 1069–76. March 2012. PMC 3381815. PMID 22199166. doi:10.1113/jphysiol.2011.224972. 
  5. “Reconstructing the mosaic glycolytic pathway of the anaerobic eukaryote Monocercomonoides”. 《Eukaryotic Cell》 5 (12): 2138–46. 2006년 12월. PMC 1694820. PMID 17071828. doi:10.1128/EC.00258-06. 
  6. Medh, J.D. “Glycolysis” (PDF). CSUN.Edu. 2019년 3월 31일에 확인함. 
  7. Bailey, Regina. “10 Steps of Glycolysis”. 
  8. “Citric Acid Cycle” (PDF). Takusagawa’s Note. 2012년 3월 24일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2019년 3월 31일에 확인함. 
  9. “Biochemistry” (PDF). UCCS.edu. 2013년 2월 28일에 원본 문서 (PDF)에서 보존된 문서. 2019년 3월 31일에 확인함. 
  10. “Oxidative phosphorylation”. W H Freeman, 2002. 2019년 3월 31일에 확인함. 
  11. Medh, J. D. “Electron Transport Chain (Overview)” (PDF). CSUN.edu. 2013년 4월 4일에 확인함. 
  12. “NAD+ metabolism in health and disease”. 《Trends Biochem. Sci.》 32 (1): 12–9. January 2007. PMID 17161604. doi:10.1016/j.tibs.2006.11.006. 
  13. Murray, Robert F. (2003). 《Harper's illustrated biochemistry》. New York: McGraw-Hill. ISBN 0-07-121766-5. 
  14. “The role of ADP receptors in platelet function”. 《Front. Biosci.》 11: 1977–86. 2006. PMID 16368572. doi:10.2741/1939.