高能磷酸化合物highenergy phosphate compound

含高能磷酸键化合物的统称。随分子中高能磷酸键的水解或磷酰基的转移可释放出大量的能量(标准条件下，高于20.9 J/mol)。是生物体内高能化合物中数量最多、最常见的类型。包括烯醇磷酸化合物(如2-磷酸烯醇式丙酮酸)、酰基磷酸化合物(如1,3-二磷酸甘油酸)、焦磷酸化合物（如腺苷三磷酸）和胍基磷酸化合物（如磷酸肌酸）。以腺苷三磷酸(ATP)为最重要，是生物体内能量和磷酰基的主要供体。

高能磷酸化合物

凡分子中含有高能磷酸键的化合物称为高能磷酸化合物。高能磷酸键的含能标准，一般均在体外测定，由于测定方法和条件不同，各家结果也不相同。多数作者认为，凡键能超过29.3kJ (7kcal)的磷酸键，足以转移至ADP分子而形成ATP的末端磷酸键者，称为高能磷酸键。在生物化学中一般以“～”符号表示高能键，以“～P”表示高能磷酸键，以“～S”表示高能硫酯键。
体外测定ATP末端磷酸水解反应所释放的能量时，采用标准条件，即作用物浓度为1mol,pH为7.0，温度25℃，如此算出ATP+H2O—→ADP+H3PO4反应的△G⁰′=-30.5kJ(-7.3kcal)。但体内生理条件下，ATP或ADP与H₃PO4的浓度均远非1mol，而均约在10-³mol的范畴内。故根据体外ATP、ADP和H3PO4的实际浓度计算，上述反应的△G可至-(41.8～50.2)kJ。
高能磷酸化合物按化学结构可分为核苷酸和非核苷酸两类化合物。
核苷酸类
❶ATP、GTP、CTP、UTP、TTP其末端β、γ位的两个磷酸键均为高能磷酸键。
❷ ADP、GDP、CDP、UDP、TDP，其末端β位的磷酸键为高能磷酸键。上述各种化合物中每个高能磷酸键(β或γ位)的键能均为30.5kJ(7.3kcal)，而α磷酸键能仅9.2kJ(2.2kcal)，称为一般磷酸键。这些化合物最原始的来源都是氧化磷酸化产生的ATP，后者的高能磷酸键可转至一磷酸核苷或二磷酸核苷，从而合成相应的二磷酸核苷与三磷酸核苷。如
体内代谢反应利用核苷酸中高能磷酸键的方式有两种，一种是使三磷酸核苷转化为二磷酸核苷，即利用其γ磷酸键，另一种是使三磷酸核苷转化为一磷酸核苷及焦磷酸，即利用其β磷酸键，如：

从单细胞到人类，能量的释放、贮存及利用都是以ATP为中心，ATP是生物界普遍的直接供能物质。ATP的放能反应可以和各种需要能量作功的生物反应相配合，完成各种生理功能，如下图所示：注： 能量包括： 机械能(肌肉收缩，精子运动等)，渗透能(吸收、分泌，钠泵)，化学能（合成代谢），电能（生物电），热能（体温维持）。
非核苷酸类 主要有下列三种化合物，它们所含的高能磷酸键都可在相应的激酶催化下转至ADP而合成ATP，且反应可逆。

1,3二磷酸甘油酸水解反应△G°=-49.4kJ(-11.8kcal)

磷酸烯醇式丙酮酸

△G°=-61.9kJ

(-14.8kcal)

磷酸肌酸△G°=-41.8kJ(-10.0kcal)