L’adenosina trifosfato è formata da 3 molecole:
una adenina,
un ribosio (zucchero a 5 atomi di carbonio derivante dalla glicolisi,
e tre gruppi fosforici, legati fra loro da due legami ad alta energia.
La formula chimica dell’ATP o adenosin-trifosfato:
L’ATP è la molecola energetica per eccellenza, essa dà l’energia necessaria affinché l’enzima possa far reagire la materia, per tale ragione è considerata un coenzima.
Nella cellula se ne conserva poca, ce n’è per il lavoro di pochi secondi, per cui appena demolita ad ADP vien prontamente ricostruita a partire dalla fosfocreatina. La fosfocreatina è la vera riserva energetica della cellula.
L’adenosin-trifosfato è talmente importante che se dovesse mancare nella cellula, questa ne morirebbe.
La Sintesi dell’ATP
L’energia per risintetizzarla viene dal catabolismo degli zuccheri-proteine-grassi e fosfocreatina.
L’ATP muscolare e la fosfocreatina
La fosfocreatina è una molecola energetica che si trova nei muscoli a riposo. Quando si lavora la fosfocreatina fornisce il fosfato all’ADP+ 1 H+ e forma una molecola di ATP e si libera una di creatina.
fosfocreatina + H2O > creatina + fosfato si ha una liberazione di energia, quindi è una reazione esoergonica: delta G -43kJ/mole (Gibbs).
Le 43 kJ/m sono sufficienti a legare il fosfato all’ADP, infatti l’energia necessaria per legare il fosfato all’ADP è di sole 30,5 kJ/m a condizioni standard: T 25°C, 1 ATM, 1 molarità, pH 7.
Ora il muscolo ha l’energia di pronto utilizzo per lavorare all’istante. L’enzima è la creatina chinasi.
Quando il muscolo è a riposo avviene la reazione inversa, cioè la creatina si ricarica del gruppo fosfato, che con il lavoro muscolare l’ATP aveva perso ritornando ADP.
La resa energetica di ricostruzione dell’adenosin-trifosfato è solo il 50%, quindi il resto si disperde subito come calore.
Altre ricariche di ATP
L’ATP può rigenerata anche da altre due donatrici di fosfati:
Fosfoenolpiruvato + H2O > piruvato + fosfato e dG -61,9 kJ/m,
1,3 bifosfoglicerato + H2O > 3 fosfoglicerato e dG -49,3 kJ/m.
Dai trasportatori elettronici all’adenosin-trifosfato
Dalla demolizione di una molecola di glucosio con la glicolisi e il ciclo di Krebs si ottengono una trentina di molecole di ATP vediamo perché:
Da un NADH2 si ottengono 2,5 -3 adenosin-trifosfato e da ogni FADH 1,5 – 2 adenosin-trifosfato:
8 x 2,5 + 2 x 1,5 = 23 oppure 8 x 3 + 2 x 2 = 28, bisogna poi aggiungere l’adenosin-trifosfato proveniente dal GTP.
Le 2 ATP prodotte nella glicolisi sono consumate per far entrare piruvato e NADH nel mitocondrio.
La funzione dell’ATP
Nei legami tra i tre gruppi fosfato risiede una gran quantità di energia, la rottura di un legame provoca il distacco di un gruppo fosfato, per cui l’adenosin-TRI-fosfato diventa adenosin-DI-fosfato.
La rottura di un legame in una mole di ATP libera 30,5 kJ/mol cioè 7,28 kcal/mole (4,184 J = 1 cal).
Dalla rottura si forma una molecola di adenosin-DI-fosfato ADP e un gruppo fosfato.
Raramente si rompe anche l’altro legame tra i fosfati, per cui raramente abbiamo l’ adenosin-MONO-fosfato AMP.
| Acetil-CoA | NADH2 | FADH2 | GTP | |
| ac.palmitico | 8 | 7 | 7 | |
| Acetil-CoA | 1 | 3 | 1 | 1 |
| 24 | 8 | 8 | ||
| totale | 31 | 15 | 8 | |
| ATP | 2,5 | 1,5 | ||
| TOTALE ATP = 100 | 77,5 | 22,5 |
Coinvolgimento dell’ATP nell’attivazione degli aminoacidi.