高能磷酸化合物的儲存和利用
無論是底物水平磷酸化還是氧化磷酸化，釋放的能量除一部分以熱的形式散失于周圍環境中之外，其余部分多直接生成ATP，以高能磷酸鍵的形式存在。同時，ATP也是生命活動利用能量的主要直接供給形式。
(一)高能化合物
人體存在多種高能化合物，但這些高能化合物的能量并不相同。
體外實驗中，在pH7.0，25℃條件下，每克分子ATP水解生成ADP+Pi時釋放的能量為7.1千卡或30.4千焦耳，在體內，pH7.4，37℃，ATP、ADP+Pi、Mg2+均處于細胞內生理濃度的情況下，每克分子ATP水解生成ADP+Pi時釋放的能量為33.5-50千焦耳或8-12千卡(表6-4)。
表6-4 幾種常見高能化合物水解時釋放的能量
| 化合物 | 千焦耳/克分子 | 千卡/克分子 |
| 磷酸烯醇式丙酮酸 | -62.1 | -14.8 |
| 1，3-二磷酸甘油酸 | -49.5 | -11.8 |
| 磷酸肌酸 | -43.9 | -10.5 |
| 乙酰CoA | -31.4 | -8.2 |
| ATP | -30.4 | -7.3 |
| S-腺苷蛋氨酸 | -29.3 | -7.0 |
| F-6-P | -15.6 | -3.8 |
| 谷氨酰胺 | -14.2 | -3.4 |
| G-6-P | -13.48 | -3.3 |
衛生學規定，中度體力勞動者每日每kg體重需供給能量34－40千卡，若一成人重70kg，從事中度體力勞動，則每日應供應含能量2450千卡的食物，其中40%的能量轉變成化學能儲存于ATP分子的高能鍵中，這一部分能量應為2450×0.4=980.0千卡，按每克分子ATP水解生成ADP+Pi釋放7.3千卡能量計算，應當合成：980÷7.3=134.3克分子ATP，ATP的分子量為507.22，所以134.3克分子ATP重達68.12kg，這足以表明ATP在體內的代謝十分旺盛。
ATP在能量代謝中之所以重要，就是因為ATP水解時的標準自由能變化位于多種物質水解時標準自由能變化的中間，它能從具有更高能量的化合物接受高能磷酸鍵，如接受PEP、1，3－二磷酸甘油、磷酸肌酸分子中的～Pi生成ATP，ATP也能將～Pi轉移給水解時標準自由能變化較小的化合物，如轉移給葡萄糖生成G－6－P。
(二)ATP能量的轉移
ATP是細胞內的主要磷酸 載體 ，ATP作為細胞的主要供能物質參與體內的許多代謝反應，還有一些反應需要UTP或CTP作供能物質，如UTP參與糖元合成和糖醛酸代謝，GTP參與糖異生和蛋白質合成，CTP參與磷脂合成過程，核酸合成中需要ATP、CTP、UTP和GTP作原料合成RNA，或以dATP、dCTP、dGTP和dTTP作原料合成DNA。
作為供能物質所需要的UTP、CTP和GTP可經下述反應再生：
UDP+ATP→UTP+ADP
GDP+ATP→GTP+ADP
CDP+ATP→CTP+ADP
dNTP由dNDP的生成過程也需要ATP供能：
dNDP+ATP→dNTP+ADP
(三)磷酸肌酸
ATP是細胞內主要的磷酸 載體 或能量傳遞體，人體儲存能量的方式不是ATP而是磷酸肌酸。肌酸主要存在于肌肉組織中，骨骼肌中含量多于平滑肌，腦組織中含量也較多，肝、腎等其它組織中含量很少。
磷酸肌酸的生成反應如下：
肌細胞線粒體內膜和胞液中均有催化該反應的肌酸激酶，它們是同工酶。線粒體內膜的肌酸激酶主要催化正向反應，生成的ADP可促進氧化磷酸化，生成的磷酸肌酸逸出線粒體進入胞液，磷酸肌酸所含的能量不能直接利用；胞液中的肌酸激酶主要催化逆向反應，生成的ATP可補充肌肉收縮時的能量消耗，而肌酸又回到線粒體用于磷酸肌酸的合成，此過程可用圖6-15表示。
圖6-15 磷酸肌酸的生成與利用
肌肉中磷酸肌酸的濃度為ATP濃度的5倍，可儲存肌肉幾分鐘收縮所急需的化學能，可見肌酸的分布與組織耗能有密切關系。
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