고에너지인산결합

요약 생물체 속에 존재하는 인산화합물 가운데 인산기와의 결합부분이 가수분해로 인해 유리될 때 다량의 에너지가 방출되는 인산결합으로서 대표적인 것에 ATP에서의 인산기끼리의 결합을 들 수 있다.

생물에서 볼 수 있는 인산화합물은 가수분해가 일어날 때 발생하는 에너지의 크기에 따라 고에너지인산화합물과 저에너지인산화합물로 나눌 수 있다. 발생하는 에너지의 크기가 1몰당 약 6000cal 이상(표준 자유에너지 변화 -25kJ/mol 이하)일 경우를 고에너지인산화합물이라 하며 6000cal 이하일 경우를 저에너지인산화합물이라 한다. ATP를 가수분해하면 1몰당 약 7300cal의 에너지가 발생하므로 이것은 고에너지인산화합물이 된다. 글루코스-6-인산의 경우 가수분해 시 1몰당 약 3300cal가 발생하며 이것은 저에너지인산화합물이 된다.

고에너지인산결합이란 말은 인산결합 자체가 고에너지를 가지고 있다는 것으로 오해를 불러일으키기 쉽다. 인산화합물의 가수분해에 의해 에너지가 방출되는 것은 인산기의 특수한 결합 때문만이 아니라 반응 후의 생성물이 반응물보다도 적은 자유에너지의 양을 갖기 때문이다.

하지만 편의상, ATP와 가수분해 시 많은 에너지를 방출하는 그 밖의 인산화합물의 인산결합을 고에너지인산결합이라고 한다. 예를 들면, ATP에서의 인산기끼리의 결합, 크레아틴인산의 구아니딘기와의 결합, 포스포엔올피루브산의 엔올기와의 결합, 아세틸인산의 카복시기와의 결합 등이 고에너지인산결합에 해당된다.

특히 중요한 고에너지인산화합물은 ATP로서, 1분자 중에 2개의 고에너지인산결합을가지며 생물의 에너지대사의 중심으로 작용하고 있다. 해당(glycolysis)·호흡·광합성 등으로 얻은 에너지는 우선 ADP에 새로운 고에너지인산결합을 덧붙여서 ATP를 합성하기 위해 이용된다. 에너지가 이와 같은 과정으로 ATP에 저장되면 유효하게 이용될 수 있는 상태가 된다. 고에너지 화합물을 포함한 생체물질의 합성과 운동·발열·발광 등 여러 가지 형태의 에너지를 필요로 하는 일은 모두 ATP의 가수분해에 의해 유리되는 에너지에 의해 이루어지고 있다. 크레아틴인산은 근육에서의 에너지 저장물이며, 포스포엔올피루브산은 해당 경로의 중간체이다.