Cosa devi sapere sull'adenosina trifosfato o ATP

L'adenosina trifosfato o ATP è spesso chiamata la valuta energetica della cellula perché questa molecola svolge un ruolo chiave nel metabolismo, in particolare nel trasferimento di energia all'interno delle cellule. La molecola agisce per accoppiare l'energia dei processi esergonici ed endergonici, rendendo le reazioni chimiche energicamente sfavorevoli in grado di procedere.

Reazioni metaboliche che coinvolgono ATP

Il trifosfato di adenosina viene utilizzato per trasportare energia chimica in molti processi importanti, tra cui:

• respirazione aerobica (glicolisi e ciclo dell'acido citrico)
• fermentazione
• divisione cellulare
• photophosphorylation
• motilità (ad es. accorciamento dei ponti incrociati del filamento di miosina e actina e costruzione del citoscheletro)
• esocitosi ed endocitosi
• fotosintesi
• sintesi proteica

Oltre alle funzioni metaboliche, l'ATP è coinvolto nella trasduzione del segnale. Si ritiene che sia il neurotrasmettitore responsabile della sensazione di gusto. Il sistema nervoso centrale e periferico umano, in particolare, si basa sulla segnalazione di ATP. L'ATP viene anche aggiunto agli acidi nucleici durante la trascrizione.

L'ATP viene continuamente riciclato, piuttosto che esaurito. Viene riconvertito in molecole precursori, quindi può essere utilizzato ancora e ancora. Negli esseri umani, ad esempio, la quantità di ATP riciclata quotidianamente è circa la stessa del peso corporeo, anche se l'essere umano medio ha solo circa 250 grammi di ATP. Un altro modo di osservarlo è che una singola molecola di ATP viene riciclata 500-700 volte al giorno. In qualsiasi momento, la quantità di ATP più ADP è abbastanza costante. Questo è importante poiché l'ATP non è una molecola che può essere immagazzinata per un uso successivo.

L'ATP può essere prodotto da zuccheri semplici e complessi, nonché da lipidi attraverso reazioni redox. Affinché ciò accada, i carboidrati devono prima essere scomposti in zuccheri semplici, mentre i lipidi devono essere scomposti in acidi grassi e glicerolo. Tuttavia, la produzione di ATP è altamente regolamentata. La sua produzione è controllata tramite concentrazione del substrato, meccanismi di feedback e impedimento allosterico.

Struttura ATP

Come indicato dal nome molecolare, l'adenosina trifosfato è costituito da tre gruppi fosfato (tri prefisso prima del fosfato) collegati all'adenosina. L'adenosina viene prodotta attaccando l'atomo di azoto 9 'dell'adenina base purinica al carbonio 1' del ribosio di zucchero pentoso. I gruppi fosfato sono collegati collegando e ossigeno da un fosfato al carbonio 5 'del ribosio. A partire dal gruppo più vicino allo zucchero ribosio, i gruppi fosfato sono chiamati alfa (α), beta (β) e gamma (γ). La rimozione di un gruppo fosfato provoca l'adenosina difosfato (ADP) e la rimozione di due gruppi produce adenosina monofosfato (AMP).

Come ATP produce energia

La chiave per la produzione di energia sta nei gruppi fosfatici. La rottura del legame fosfato è una reazione esotermica. Quindi, quando l'ATP perde uno o due gruppi fosfato, l'energia viene rilasciata. Viene rilasciata più energia rompendo il primo legame fosfato rispetto al secondo.

ATP + H₂O → ADP + Pi + Energia (Δ G = -30,5 kJ.mol^-1)
ATP + H₂O → AMP + PPi + Energia (Δ G = -45.6 kJ.mol^-1)

L'energia che viene rilasciata è accoppiata a una reazione endotermica (termodinamicamente sfavorevole) per dargli l'energia di attivazione necessaria per procedere.

Fatti ATP

L'ATP fu scoperto nel 1929 da due gruppi indipendenti di ricercatori: Karl Lohmann e anche Cyrus Fiske / Yellapragada Subbarow. Alexander Todd sintetizzò per la prima volta la molecola nel 1948.

Formula empirica	C10H16N5O13P3
Formula chimica	C10H8N4O2NH2(OH2) (PO3H)3H
Massa molecolare	507,18 g.mol-1

Qual è l'ATP una molecola importante nel metabolismo?

Ci sono essenzialmente due ragioni per cui l'ATP è così importante:

1. È l'unica sostanza chimica nel corpo che può essere utilizzata direttamente come energia.
2. Altre forme di energia chimica devono essere convertite in ATP prima di poter essere utilizzate.

Un altro punto importante è che l'ATP è riciclabile. Se la molecola fosse esaurita dopo ogni reazione, non sarebbe pratica per il metabolismo.

Curiosità ATP

• Vuoi stupire i tuoi amici? Impara il nome IUPAC per adenosina trifosfato. È [(2 "R", 3 "S", 4 "R", 5 "R") - 5- (6-aminopurin-9-il) -3,4-dihydroxyoxolan-2-il] metil (hydroxyphosphonooxyphosphoryl) idrogeno fosfato.
• Mentre la maggior parte degli studenti studia l'ATP in relazione al metabolismo animale, la molecola è anche la forma chiave dell'energia chimica nelle piante.
• La densità dell'ATP puro è paragonabile a quella dell'acqua. Sono 1,04 grammi per centimetro cubo.
• Il punto di fusione dell'ATP puro è 368,6 ° F (187 ° C).