Adenosinetrifosfaat (ATP)

Bron: brouw-bier.nl - Alles wat de amateur bierbrouwer of bierliefhebber moet weten over het brouwen van bier bierliefhebber moet weten over het brouwen van bier

Adenosinetrifosfaat (ATP), officieel adenosine-5'-trifosfaat (C10H12O13N5P34-), vervult een zeer belangrijke rol als drager van chemische energie tijdens de stofwisseling.

ATP
Dit molecuuul ziet er misschien ingewikkeld uit, maar het wordt duidelijker als we het in drie componenten bekijken. Centraal ligt ribose, een suiker molecuul dat een vijfring vormt en daarmee op fructose lijkt.
Aan de ribose zijn twee andere componenten gebonden. De ene bestaat uit twee gekoppelde, door stikstof- en koolstofatomen gevormde vijf- en zesringen. Zo'n groep heet in het algemeen een base, in dit geval wordt het adenine genoemd. De combinatie van een base met een suiker heet een nucleoside-eenheid. De andere component die aan de ribose gekoppeld is, is een ketentje van drie fosfaatgroepen. In dit ketentje zit de kracht van ATP.

Hydrolyse

Wanneer een enzym daar behoefte aan heeft kan ATP (onder invloed van het enzym adenosinedehydrogenase) de laatste fosfaatgroep los laten. Daarbij worden adenosinedifosfaat (ADP) en fosfaat gevormd en komt er 30,54 kJ/mol energie vrij.

C10H12O13N5P34- + H2O → C10H12O10N5P23- + HPO42- + H+
ATP naar ADP

De reden waarom deze binding zoveel energie bevat, is de elektostatische afstoting tussen de negatief geladen zuurstofatomen in de fosfaatgroepen.
ADP kan nog verder gehydrolyseerd worden tot adenosinemonofosfaat (AMP), waarbij opnieuw 30,54 kJ/mol vrijkomt.
Met de vrij gekomen energie kan een enzym een reactie laten verlopen. die anders niet mogelijk zou zijn, zoals de synthese van organische moleculen, zoals eiwitten, of voor transport van stoffen door het celmembraan.

Anabole reactie

Regeneratie

AMP en ADP worden geregenereerd naar ATP, om opnieuw te dienen als energiedrager. Hiertoe worden fosfaatgroepen gebonden aan AMP of ADP. Dit wordt in de oxidatieve fosforylering gedaan door het enzym ATP-synthetase. Daarbij wordt energie gebruikt die is opgeslagen in de vorm van een waterstofionengradiënt tussen het dubbele membraan van het mitochondrion.

Catabole reactie

Deze gradiënt is op zijn beurt afkomstig van NADH en FADH2 uit de glycolyse, citroenzuurcyclus en beta-oxidatie. Bij dieren en mensen wordt ATP aangemaakt in het mitochondrion, bij planten wordt het ook aangemaakt in het chloroplast met behulp van zonne-energie.