Wat u moet weten over adenosinetrifosfaat of ATP

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

Metabole reacties waarbij ATP betrokken is

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

aërobe ademhaling (glycolyse en de citroenzuurcyclus)
fermentatie
celdeling
fotofosforylatie
motiliteit (bijv. verkorting van myosine en actine filament cross-bridges evenals cytoskeletconstructie)
exocytose en endocytose
fotosynthese
eiwitsynthese

Naast metabole functies is ATP betrokken bij signaaltransductie. Er wordt aangenomen dat het de neurotransmitter is die verantwoordelijk is voor het gevoel van smaak. Het menselijke centrale en perifere zenuwstelsel vertrouwt in het bijzonder op ATP-signalering. ATP wordt ook toegevoegd aan nucleïnezuren tijdens transcriptie.

ATP wordt continu gerecycled in plaats van verbruikt. Het wordt terug omgezet in precursormoleculen, zodat het steeds opnieuw kan worden gebruikt. Bij mensen is de hoeveelheid ATP die dagelijks wordt gerecycled bijvoorbeeld ongeveer hetzelfde als het lichaamsgewicht, hoewel de gemiddelde mens slechts ongeveer 250 gram ATP heeft. Een andere manier om ernaar te kijken is dat een enkele ATP-molecule 500 tot 700 keer per dag 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, evenals uit lipiden via redoxreacties. Om dit te laten gebeuren, moeten de koolhydraten eerst worden afgebroken tot eenvoudige suikers, terwijl de lipiden moeten worden afgebroken tot vetzuren en glycerol. ATP-productie is echter sterk gereguleerd. De productie wordt geregeld via substraatconcentratie, feedbackmechanismen en allosterische hinder.

ATP-structuur

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

Hoe ATP energie produceert

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 waardoor de eerste fosfaatbinding wordt verbroken dan de tweede.

ATP + H₂O → ADP + Pi + Energy (Δ G = -30.5 kJ.mol^-1)
ATP + H₂O → AMP + PPi + Energy (Δ G = -45.6 kJ.mol^-1)

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

ATP-feiten

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

Empirische formule	C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃
Chemische formule	C₁₀H₈N₄O₂NH₂(OH₂) (PO₃H)₃H
Moleculaire massa	507,18 g. Mol^-1

Wat is ATP een belangrijke molecule in het metabolisme?

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

Het is de enige chemische stof in het lichaam die direct als energie kan worden gebruikt.
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 zou zijn opgebruikt, zou het niet praktisch zijn voor het metabolisme.

ATP Trivia

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 (hydroxyphosphonooxyphosphoryl) waterstoffosfaat.
Terwijl de meeste studenten ATP bestuderen met betrekking tot het metabolisme van dieren, is het molecuul ook de belangrijkste vorm van chemische energie in planten.
De dichtheid van zuivere ATP is vergelijkbaar met die van water. Het is 1,04 gram per kubieke centimeter.
Het smeltpunt van pure ATP is 187 ° C (368.6 ° F).

Wetenschap