磷酸原

磷酸原，是一类能够储存高能量的储能化合物，主要存在于动物的肌肉组织中。这类化合物可以将高能磷酸盐的浓度维持在一定范围内，并避免三磷酸腺苷（ATP）浓度过高。在肌肉组织突然需要大量能量时，其可以维持高能磷酸盐的储备水平，以弥补糖酵解和氧化磷酸化（均为糖代谢供能的关键步骤）短时间内的供能缺口。磷酸原的供能十分迅速，但总量有限。

用作磷酸原的实际生物分子因生物体不同而不同。大多数动物将精氨酸作为磷酸原；然而，脊索动物将肌酸作为磷酸原。磷酸肌酸（英语：Phosphocreatine）（CP或PCr），是肌酸激酶利用ATP合成的（反应可逆）：

• 肌酸 + ATP ⇌ 磷酸肌酸 + ADP +   H⁺（需要Mg²⁺激活）

环节动物的磷酸原较为独特，例如蚯蚓的磷酸原是蚯蚓磷脂（英语：Lombricine）（胍乙基磷酸丝氨酸）。

磷酸原是由菲利普·埃格尔顿（英语：Philip_Eggleton）和他的妻子格蕾丝·埃格尔顿共同发现的。^[1]

化学反应

参见：w:en:Bioenergetic systems § ATP–CP: the phosphagen system

磷酸原系统（ATP-PCr）存在于骨骼肌肌细胞的细胞质中，以及心肌细胞与平滑肌的细胞区室中。^[2]

肌肉收缩时：

H₂O + ATP →  H⁺ + ADP + P_i （需要Mg²⁺ 辅助，ATP酶利用ATP来进行肌肉收缩）

 H⁺ + ADP + 磷酸肌酸 → ATP + 肌酸 （需要Mg²⁺ 辅助，肌酸激酶催化，产生的ATP在上一个反应中被再次利用以使肌肉收缩）

肌酸激酶催化的肌酸-磷酸肌酸相互转化的反应

2 ADP → ATP + AMP （磷酸肌酸耗尽时由腺苷酸激酶（英语：Adenylate kinase）催化，产生的ATP又被用于肌肉收缩）

肌肉静息时：

ATP + 肌酸 → ADP + 磷酸肌酸 +  H⁺ （需要Mg²⁺ 辅助，由肌酸激酶催化）

ADP + P_i → ATP （无氧糖酵解和氧化磷酸化过程中）

当磷酸原系统耗尽磷酸肌酸时，腺苷酸激酶催化反应产生的AMP主要由嘌呤核苷酸循环调节。^[3][4]

参考文献

1. Semenza, Giorgio. Preface to Volume 36. Comprehensive Biochemistry. Elsevier. 1986: viii–ix.
2. Wallimann, T; Wyss, M; Brdiczka, D; Nicolay, K; Eppenberger, H M. Intracellular compartmentation, structure and function of creatine kinase isoenzymes in tissues with high and fluctuating energy demands: the ‘phosphocreatine circuit’ for cellular energy homeostasis. Biochemical Journal. 1992-01-01, 281 (1) [2024-07-10]. ISSN 0264-6021. PMC 1130636 . PMID 1731757. doi:10.1042/bj2810021. （原始内容存档于2024-06-05） （英语）.
3. Bhagavan, N. V.; Ha, Chung-Eun. Chapter 19 - Contractile Systems. Bhagavan, N. V. (编). Essentials of Medical Biochemistry (Second Edition). San Diego: Academic Press. 2015-01-01: 339–361. ISBN 978-0-12-416687-5. doi:10.1016/b978-0-12-416687-5.00019-1.
4. Valberg, Stephanie J., 15. Skeletal Muscle Function, Kaneko, J. Jerry; Harvey, John W.; Bruss, Michael L. (编), Clinical Biochemistry of Domestic Animals 6th, Academic Press: 459–484, 2008 [2023-10-10], ISBN 978-0-12-370491-7, （原始内容存档于2022-04-02）