英語翻譯：

【化】 energy-rich phosphate bond
【醫】 high energy phosphate bond

分詞翻譯：

高的英語翻譯：

high; high-priced; lofty; loud; tall
【醫】 homo-; hyper-; hypsi-; hypso-; per-

能的英語翻譯：

ability; able; be able to; can; capable; energy; skill
【化】 energy
【醫】 energy

磷酸的英語翻譯：

【化】 ortho-phosphoric acid; phosphoric acid
【醫】 orthophosphoric acid; phosphoric acid

鍵的英語翻譯：

bond; key
【計】 K; key; keyt
【化】 key; linkage; spline
【醫】 bond; key; linkage

專業解析

高能磷酸鍵（high-energy phosphate bond）是生物化學中描述磷酸基團間特殊化學鍵的專業術語，其核心特征在于水解時可釋放顯著能量（約-30.5 kJ/mol）。這類化學鍵主要存在于三磷酸腺苷（ATP）、磷酸肌酸等分子中，是生物體能量傳遞與儲存的關鍵結構基礎。

從分子機制分析，高能磷酸鍵的能量特性源于磷酸基團間的靜電排斥作用。ATP分子中的三個磷酸基團在空間排列上形成緊密堆積，當末端磷酸鍵水解斷裂時，分子從高能緊張态轉變為更穩定的低能态，同時釋放自由能。該過程通過酶促反應調控，在細胞呼吸、肌肉收縮等生理過程中發揮核心作用。

區别于普通磷酸酯鍵（水解僅釋放約-14 kJ/mol），高能磷酸鍵的特殊性體現在兩方面：①水解時ΔG值顯著為負（約-30.5 kJ/mol），②鍵能儲存效率達到生物代謝需求的優化平衡。這種能量特性使ATP成為細胞的"能量貨币"，通過連續的水解-合成循環實現能量轉換。

參考文獻：

1. Berg JM《生物化學》第8版（W.H.Freeman出版）
2. Lodish H《分子細胞生物學》（NCBI Bookshelf）
3. Nelson DL《Lehninger生物化學原理》（Macmillan Learning出版社）

網絡擴展解釋

高能磷酸鍵是生物化學中的重要概念，其定義和特性可綜合多個權威來源進行解釋：

1. 基本定義
   高能磷酸鍵指磷酸化合物中水解時能釋放較大自由能的化學鍵。根據生物化學标準，水解時釋放能量超過25-30 kJ/mol（約5-7 kcal/mol）的磷酸鍵被歸為高能磷酸鍵。這類鍵并非實際存在的獨立化學鍵，而是對能量釋放過程的等效抽象描述。

2. 能量釋放特性
   典型高能磷酸鍵水解時自由能變化可達-7000到-12000 cal/mol（約-29到-50 kJ/mol），例如ATP水解為ADP時釋放約30.5 kJ/mol能量。需注意這種能量釋放源于整個分子結構的改變，而非單純化學鍵斷裂。

3. 主要類型與實例

   • 磷酸酐鍵：如ATP、ADP中的末端磷酸基團（磷氧鍵型—O~P）
   • 烯醇式磷酸鍵：如磷酸烯醇式丙酮酸
   • 胍基磷酸鍵：如磷酸肌酸（氮磷鍵型—N~P）

4. 生物學意義
   作為細胞能量通貨，ATP通過高能磷酸鍵的斷裂直接為生命活動供能。其特殊之處在于既能高效儲能（通過鍵形成），又能快速釋放能量（通過鍵水解）。這種特性源于分子結構的共振穩定性差異：ATP水解産物比ATP本身更穩定，導緻能量釋放。

5. 常見誤解澄清

   • 并非鍵能高：實際鍵能約200 kJ/mol，稱為"高能"是因水解時淨能量釋放多
   • 非實體結構：是能量變化的等效描述，并非具體化學鍵類型

該概念對理解生物能量代謝至關重要，尤其在氧化磷酸化、底物水平磷酸化等過程中起核心作用。如需更詳細分類，可參考生物化學教材中關于高能磷酸化合物的章節。

分類

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