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ATP

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Contents

1. 유기 물질의 일종
1.1. 개요
1.2. ATP의 구조
1.3. 에너지 수율
1.4. 기타
2. 철도 용어


1. 유기 물질의 일종

Adenosine 3-phosphate
AT필드

1.1. 개요

아데노신에 인산기가 3개 달린 유기화합물로 아데노신3인산이라고도 한다.

줄여서 ATP 라고 불리며 지구상의 모든 생물들의 에너지 대사에 필요한 물질이다. [1]지구상의 생명체에게 일어나는 모든 활동에는 ATP가 반드시 필요하며 그렇기 때문에 생물을 전공하는 사람은 꼭 알아두어야 하는 상식이다.

1.2. ATP의 구조


아데노신(adenosine)은 그림과 같이 아데닌이라는 질소함유유기화합물에 오탄당(탄소원자가 5개인 탄수화물의 일종)이 붙어 있는 화합물이다. 아데노신에 인산기가 1개가 달리면 아데노신1인산(AMP)이라 하고, 2개 달리면 아데노신2인산(ADP)이라 한다. ATP는 인산기가 3개 달린 물질을 말한다.


  • ATP


아데노신3인산은 모든 생물의 세포 내에 풍부하게 존재하는 물질이며, 생물의 에너지대사에서 매우 중요한 역할을 한다. ATP에 붙어 있는 인산기들은 인산결합에 의해 서로 연결되어 있다.
인산기는 음전하를 띄고 있는데, ATP의 구조는 음전하로 가득한 인산기를 3개나 억지로 붙이고 있다. 따라서 ATP에 사용된 인산결합을 고에너지 인산결합이라고 하며, ATP의 에너지 대부분이 고에너지 인산결합에 저장되어 있다.


1.3. 에너지 수율


ATP에서 가장 끝에 붙어 있는 인산기는 인산결합을 끊고 떨어져 나갈 수 있는데, 이때 표준 에너지 변화는 7.3kcal/mol이고 일반적으로 생체 내에선 마그네슘 이온 농도 등의 영향을 받아 11~13kcal/mol의 자유에너지가 방출된다. 생물체는 이 에너지를 이용해 활동한다. 이 때문에 ATP를 에너지원이라고 말한다.

또 가장 끝에 붙어 있는 인산기 말고도 중간의 인산기가 떨어지며 피로인산[2]을 방출할 때도 있다. 떨어진 피로인산은 곧바로 두 분자의 인산으로 분해되면서 에너지를 방출한다. 이 반응은 인산 결합을 하나만 깨서는 에너지가 부족하여 역반응이 일어날 수 있을 때 발생하는데, 대표적 과정이 DNARNA를 합성할 때이다. 인산결합이 하나만 깨진다면 애써 만들어 놓은 DNA나 RNA가 다시 깨져 버리는 대참사가 발생하므로 추가적으로 에너지를 소모하여 역반응을 방지하는 것이다.

ATP가 생명체들 사이에서 널리 쓰이는 이유는 ATP를 에너지를 줘 생성하기도, 분해하며 에너지를 방출하기도 쉽기 때문. ATP는 구조적 불안정성으로 인해 높은 에너지를 가지며 ADP로 전환되려 하지만, 정작 ADP는 인산을 받으려는 정도가 생명체들이 사용하는 인산화합물 중에서는 중간정도에 불과하다. 덕분에 쉽게 생성, 분해가 가능하기 때문에 흔히들 에너지계의 화폐라고 부른다.

1.4. 기타


어디서 많이 본 것 같은 구조인가? 맞다. RNA의 염기를 이루는 그 아데닌(A)이 리보스 당과 결합한 아데노신이다.[3]
생물학을 배우면서 ATP의 개념과, RNA(or DNA)의 염기의 데닌(A)를 따로 배우기 때문에 이 둘이 사실은 같은 물질이라는 데에 있어 많은 학생들이 처음에는 혼란스러워한다.[4]
바꿔 말하자면, 다른 염기인 C, G, U 역시 삼인산 형태인 CTP[5], GTP[6], UTP[7]로 에너지 화폐가 될 수 있으나, ATP가 주된 화폐일 뿐이다. 세포 호흡을 배운 위키러들이라면 알겠지만, TCA cycle에서는 NADH, FADH2 그리고 GTP를 생산하며, 그 외에도 다른 예들은 많다.

2. 철도 용어


철도 신호설비 및 그에 수반하는 체계 중의 하나로, 풀어쓰면 Auto Train Protection, 즉 자동열차방호장치라고 쓴다. ATC와 유사한 메커니즘으로 작동하는데, 앞차와의 거리, 선로상태 정보등을 수신받아 내장된 컴퓨터가 제동곡선을 자동으로 계산해 가장 적합한 운행 속도를 제공하여 운전사가 안전하게 열차를 운행할 수 있도록 해 준다. 궤도회로를 사용하는 ATC나 무선통신을 사용하는 CBTC의 부속 열차제어 기능으로 ATP의 개념이 부속되어 있거나 ATS처럼 지상자(발리스)를 사용해 일정 거리마다 앞차와의 거리나 선로 정보등을 갱신받는 공항철도나 코레일 기존선(ERTMS)과 같은 경우가 있기 때문에 ATP는 ATS에 있어서는 상위호환, ATC에 있어서는 부속기능에 가깝다. 일본에는 디지털 ATC나 ATS-P, ATS-D가 이 개념에 속한다.

한국에서는 경부선, 호남선, 전라선, 경전선에 유럽연합이 공동규격으로 개발한 ERTMS 레벨1을 이 신호체계를 도입했지만 역에 정차한 다음 발차시 다음 출발신호기 까지 25km/h 속도제한, 커브 진입 300m전 속도제한 등의 불필요한 규제만 추가되어 8200호대 전기기관차간선형 전기동차 도입으로 열차의 가감속 성능이 날로 좋아지는 시대에 역행하고 있으며, 여객열차 운행시간 단축을 방해하는 원흉이기도 하다.
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  • [1] 동물 식물 미생물 심지어 바이러스 까지 ATP를 사용한다.
  • [2] 인산 두 분자가 붙어 있는 물질
  • [3] DNA에서는 당(sugar)의 2번 탄소가 OH 대신 H이므로 dATP로 쓴다.
  • [4] 정확히 말하자면 같은 물질은 아니다. 아데닌이라는 것은 염기 자체를 말하는 것이고, 아데노신은 nucleoside로, '아데닌+리보스 당'이다. nucleoside에 인산기가 결합해야 비로소 nucleotide인 '아데노신 n인산'이 되며, 인산기가 3개 결합한 경우에는 ATP로 부른다. 1개는 AMP, 2개는 ADP.
  • [5] 인지질 합성에서 지방산/알코올 활성화에 사용
  • [6] 단백질 합성, 세포 내 신호 전달 반응에서 사용
  • [7] 포도당을 활성화시켜 다른 분자에 붙일 때 사용
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last modified 2015-03-27 12:04:46
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