Biologie:
ATP (Adenosintriphosphat)
ATP ist die Abkürzung für
Adenosintriphosphat. Es ist der wichtigste Überträger chemischer Energie in der
Zelle und somit die wichtigste energiereiche Verbindung des Zellstoffwechsels.
Man bezeichnet sie als energiereiche Bindung, da bei der Lösung der Bindung
zwischen den Phosphatgruppen viel Energie frei wird.
Beispiele für die
ATP-Nutzung bei Tieren sind zum Beispiel die elektrischen Fische, also zum
Beispiel die Zitteraale, welche elektrische Energie produzieren. Ein weiteres
Beispiel sind die Glühwürmchen, welche ATP als Energielieferant für ihr
typisches Leuchten brauchen.
Adenosintriphosphat ist ein
Nukleotid, bestehend aus einem Adenin-Rest, aus dem Zucker Ribose und drei
Phosphatresten. à Strukturformel
Die Verwendung des
ATP’s:
ATP ermöglicht Arbeit, zum
Beispiel nutzt die Zelle das ATP zur Aktivierung von chemischen Reaktionen,
indem sie die Phosphatgruppe mithilfe von Enzymen von ATP auf andere Moleküle
überträgt. ATP dient außerdem der Phosphorylierung. Phosphorylierung bedeutet,
dass die Energiezufuhr eine strukturelle Veränderung im Molekül bewirkt, durch
die Arbeit verrichtet wird.
Die Phosphatgruppe wird
abgespalten. Außerdem liefert ATP Energie für den aktiven Transport von
Molekülen durch die Membran und ermöglicht mechanische Arbeit, zum Beispiel bei
Muskelkontraktion. ATP ermöglicht außerdem die chemische Arbeit, wie bei der
Synthese großer organischer Moleküle.
Bildung des ATP’s:
Adenosintriphosphat wird
bei der Glykolyse im Cytoplasma jeder Zelle gebildet und vor allem auch bei der
oxydativen Phosphorylierung in den Mitochondrien.
ATP-Bedarf:
ATP ist im Körper
universell einsetzbar und seine Energie steht sofort zur Verfügung. Es wird
daher im Körper andauernd in großen Mengen produziert und verbraucht. Bei einem
Erwachsenen Menschen sind dies täglich etwa 80kg.
In der Zelle wird ein neu
gebildetes ATP-Molekül durchschnittlich in einer Minute verbraucht und da der
Körper Energie braucht, muss ATP ständig aus ADP und Phosphat regeneriert
werden.
ATP-Reaktion:
Die Energie im ATP steckt
in der energiereichen Bindung einer Phosphatgruppe. Diese Phosphatgruppe kann
abgespalten werden, sodass Energie freigesetzt wird und Adenosindiphosphat,
also ADP, übrig bleibt.
Da Energie frei wird, ist
diese Reaktion exergonisch (= Energie liefernde Reaktion).
ATP + H2O à
ADP + P
Im tierischen Organismus
werden später ADP und ein anorganisches Phosphatmolekül in den Mitochondrien
wieder zu ATP verbunden.