ATP-definitie en belang in het metabolisme

Adenosinetrifosfaat of ATP wordt vaak de energievaluta van de cel genoemd omdat dit molecuul een sleutelrol speelt bij het metabolisme, met name bij de energieoverdracht binnen cellen. Het molecuul werkt om de energie van te koppelen exergonisch en endergonisch processen, waardoor energetisch ongunstige chemische reacties kunnen doorgaan.

Adenosinetrifosfaat wordt gebruikt om chemische energie te transporteren in veel belangrijke processen, waaronder:

• aërobe ademhaling (glycolyse en de citroenzuurcyclus)
• fermentatie
• celdeling
• fotofosforylering
• motiliteit (bijv. verkorting van de kruisbruggen van myosine en actine-filamenten evenals constructie van het cytoskelet)
• exocytose en endocytose
• fotosynthese
• eiwitsynthese

Naast metabole functies is ATP betrokken bij signaaltransductie. Aangenomen wordt dat het de neurotransmitter is die verantwoordelijk is voor het smaakgevoel. De mens centraal en perifere zenuwstelselvertrouwt in het bijzonder op ATP-signalering. ATP wordt tijdens transcriptie ook aan nucleïnezuren toegevoegd.

ATP wordt continu gerecycled in plaats van uitgegeven. Het wordt terug omgezet in voorlopermoleculen, zodat het keer op keer kan worden gebruikt. Bij mensen is bijvoorbeeld de dagelijkse hoeveelheid gerecyclede ATP ongeveer hetzelfde als het lichaamsgewicht, ook al heeft de gemiddelde mens slechts ongeveer 250 gram ATP. Een andere manier om ernaar te kijken, is dat een enkele ATP-molecule elke dag 500-700 keer wordt gerecycled. Op elk moment is de hoeveelheid ATP plus ADP redelijk constant. Dit is belangrijk omdat ATP geen molecuul is dat kan worden opgeslagen voor later gebruik.

ATP kan worden geproduceerd uit eenvoudige en complexe suikers en uit lipiden via redoxreacties. Om dit te laten gebeuren, moeten de koolhydraten eerst worden afgebroken tot eenvoudige suikers, terwijl de lipiden moeten worden afgebroken vetzuren en glycerol. De ATP-productie is echter sterk gereguleerd. De productie wordt gecontroleerd via substraatconcentratie, feedbackmechanismen en allostere hinder.

Zoals aangegeven door de moleculaire naam, bestaat adenosinetrifosfaat uit drie fosfaatgroepen (drievoorvoegsel vóór fosfaat) verbonden met adenosine. Adenosine wordt gemaakt door de 9 'te bevestigen stikstofatoom van de purinebase-adenine tot de 1 'koolstof van de pentosesuiker ribose. De fosfaatgroepen zijn verbonden en zuurstof van een fosfaat verbonden met de 5 'koolstof van de ribose. Beginnend met de groep die het dichtst bij de ribosesuiker ligt, worden de fosfaatgroepen alfa (α), bèta (β) en gamma (γ) genoemd. Het verwijderen van een fosfaatgroep resulteert in adenosinedifosfaat (ADP) en het verwijderen van twee groepen produceert adenosinemonofosfaat (AMP).

De sleutel tot energieproductie ligt bij de fosfaatgroepen. Het verbreken van de fosfaatbinding is een exotherme reactie. Dus wanneer ATP een of twee fosfaatgroepen verliest, komt er energie vrij. Er komt meer energie vrij om de eerste fosfaatbinding te verbreken dan de tweede.

ATP + H₂O → ADP + Pi + energie (Δ G = -30,5 kJ.mol^-1)
ATP + H₂O → AMP + PPi + energie (Δ G = -45,6 kJ.mol^-1)

De energie die vrijkomt, wordt gekoppeld aan een endotherme (thermodynamisch ongunstige) reactie om het de activeringsenergie nodig om door te gaan.

ATP werd in 1929 ontdekt door twee onafhankelijke groepen onderzoekers: Karl Lohmann en ook Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd synthetiseerde het molecuul voor het eerst in 1948.

Wat is ATP een belangrijk molecuul in het metabolisme?

Er zijn in wezen twee redenen waarom ATP zo belangrijk is:

1. Het is de enige chemische stof in het lichaam die direct als energie kan worden gebruikt.
2. Andere vormen van chemische energie moeten worden omgezet in ATP voordat ze kunnen worden gebruikt.

Een ander belangrijk punt is dat ATP recyclebaar is. Als het molecuul na elke reactie opgebruikt zou zijn, zou het niet praktisch zijn voor de stofwisseling.

• Wil je indruk maken op je vrienden? Leer de IUPAC-naam voor adenosinetrifosfaat. Het is [(2''R '', 3''S '', 4''R '', 5''R '') - 5- (6-aminopurine-9-yl) -3,4-dihydroxyoxolan- 2-yl] methyl (hydroxyfosfonooxyfosforyl) waterstoffosfaat.
• Terwijl de meeste studenten ATP bestuderen in relatie tot het metabolisme van dieren, is het molecuul ook de belangrijkste vorm van chemische energie in planten.
• De dichtheid van pure ATP is vergelijkbaar met die van water. Het is 1,04 gram per kubieke centimeter.
• Het smeltpunt pure ATP is 368,6 ° F (187 ° C).