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三磷酸腺苷又称腺苷三磷酸，简称ATP，是生物体中最重要的高能磷酸化合物，是传递磷酸酯键能的辅酶。它几乎是生物组织和细胞可以直接利用的唯一能源，哺乳动物骨、肌肉中在休息状态每100g含有ATP350～400mg，肌肉活动受到刺激时可在酶作用下生成ADP(二磷酸腺苷)，同时放出能量，常称其为机体的“通用货币”。能量物质经过生物氧化释放出的能量中有相当一部分以高能磷酸键的形式贮存在ATP分子内部。它也是细胞合成核酸的原料之一，并作为磷酰基的主要供体衍生出其他种类的核苷酸和磷酸化合物。
三磷酸腺苷分子结构上由三个磷酰基以焦磷酸键相连，再通过磷酸酯键与腺苷51-C连接而成。三磷酸腺苷结构式如下:

分子中含二个高能磷酸键，具有较高的磷酰基转移势能，水解或磷酰基转移时可产生大量的自由能。水解为ADP和磷酸时，反应的自由能变化为-30.5 kJ·mol-1;水解为腺苷一磷酸(AMP)和焦磷酸时，反应的自由变化为-31.8 kJ·mol-1。在生物体内，其水解放能反应常与吸能反应偶联，推动吸能反应的进行。直接为生物合成、膜的主动运输、肌肉收缩、生物运动、生物发光等生命活动提供能量。在体内，可通过底物水平磷酸化、氧化磷酸化以及光合磷酸化，从ADP合成。可作为药物用于医疗保健。
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白色或类白色粉末，无臭，无味，有引湿性。易溶于水，极微溶于有机溶剂。 1%水溶液pH 3～5。在碱性溶液中不稳定。

三磷酸腺苷是生物体能量贮存和释放的中心物质，细胞线粒体与叶绿体中的高能键化合物，机体中物质代谢所产生的能量和各种生理、生化功能活动所需的能量都可通过它进行转换。三磷酸腺苷与腺二磷(ADP)和腺一磷(AMP)组成能量转换系统，为产量质量形成提供可利用的能源，保证植株生长发育的需要。也是磷酸、焦磷酸或腺苷酸的供体。其作用示意如图。

三磷酸腺苷是腺苷酸(AMP)的磷酸衍生物，分子中所含的两个高能磷酸键在酶催化下水解时，每个键可释放出54.24kJ/mol能量。三磷酸鸟苷(GTP)和三磷酸胞苷(CTP)合成所需的高能键亦是三磷酸腺苷转移而成。临床上用于能量的补充，用于急慢性肺炎、肝硬化、进行性肌萎缩、心肌疾病等，但疗效尚无定论。外源性的三磷酸腺苷不易透过细胞膜，因此临床上多采用肌肉注射，或静脉滴注。

所谓自由能是在恒温恒压下可以作功的能。复杂的营养物分子含有较多的自由能。葡萄糖和细胞的其他能源物质在氧化分解时释放自由能，其中大部分以三磷酸腺苷(ATP)的形式保留，少部分以热能的形式散失。以ATP形式保留的自由能可用于作功，如肌肉收缩(机械功)和生物合成(化学功)。热能虽然可以维持高等动物的体温，但不能作功。因为这种形式的能只有从较热的物体流向较冷的物体时，才可在恒压下作功，这在活细胞中是不可能的。细胞是等温的，即其各部分的温度均相同。以ATP形式保留的化学能，可作4种类型的功。一是能提供生物合成所需的化学功。在此过程中，ATP的末端磷酸基酶促转移到各种结构单元中，使之成为活化的前体物质并准备组装成生物大分子，二是细胞运动和收缩的能源。三是使营养物穿过膜从浓度低的部位移向浓度高的部位。四是在DNA、RNA和蛋白质的合成过程中，保证遗传信息的精确转移。ATP的化学能用于细胞作功的任何时候，都丢失其末端磷酸基，使之变成无机磷酸(Pi)，遗留下ADP(有时是AMP)。在与细胞能源物质分解产能过程的偶联中，ADP又和Pi再生成ATP。这样，在细胞的“能循环”中，ATP是联系产能和需能过程的桥梁。

腺苷酸及其磷酸化合物(pH7) (箭头表示ATP水解生成ADP时的断裂点)
参考资料：彭奕欣 主编.中国中学教学百科全书·生物卷.沈阳：沈阳出版社.1990.第349页。

三磷酸腺苷为一种辅酶，有改善机体代谢的作用，参与体内脂肪、蛋白质、糖、核酸以及核苷酸的代谢。同时又是机体代谢活动最重要、最直接的能量来源方式，能供给体内吸收、分泌、肌肉收缩及进行生化合成时所需的能量。有血管扩张作用，特别是冠状动脉的扩张作用，使血压下降。 适用于因细胞损伤后，细胞酶减退引起的疾病如心力衰竭、心肌炎、脑动脉硬化、冠状动脉硬化、急性脊髓灰质炎、心绞痛、心动过速、进行性肌肉萎缩、脑溢血后遗症及急慢性肝炎，亦可用于各种原因引起的耳鸣、神经性耳聋、内耳眩晕症。本品不能透过细胞膜，能否发挥其生理效应，值得考虑。近年来，流行于临床的能量注射液即为本品与辅酶A、胰岛素等配成的复方制剂，用于治疗肝炎、肾炎、心力衰竭、冠心病等。近来发现本品可抑制慢反应纤维的钙离子内流，阻滞或延缓房室结折返途中的前向传导; 大剂量尚可阻断或延缓旁路的前向或逆向传导; 另外还有短暂增强迷走神经的作用，因而能阻止房室结折返和旁路折返引起的心律失常。应用于治疗快速性室上性心律失常，总有效率可达82%。有复律快、短期内可重复使用等优点，可作为终止室上速急性发作的首选药。