Die Rolle von ATP im Zellstoffwechsel und Energieübertragung
ATP spielt als Coenzym eine zentrale Rolle bei der Energieübertragung in Zellen. Der zelluläre Stoffwechsel benötigt kontinuierlich Energie für endergonische Reaktionen. Diese Energie wird durch den oxidativen Abbau energiereicher Moleküle wie Kohlenhydrate und Fette bereitgestellt.
Definition: ATP Adenosintriphosphat ist der universelle Energieträger in Zellen und fungiert als kurzfristiger Energiespeicher. Es ermöglicht die Kopplung von energieliefernden exergonischen und energieverbrauchenden endergonischen Reaktionen.
Die Energieübertragung durch ATP erfolgt über einen Phosphatgruppen-Transfer. Bei der ATP-Synthese wird eine Phosphatgruppe an ADP gebunden ADP+P→ATP;ΔG=+30,6kJ/mol. Bei der ATP-Spaltung wird diese Phosphatgruppe wieder abgespalten und die freiwerdende Energie kann für endergonische Reaktionen genutzt werden ATP→ADP+P;ΔG=−30,6kJ/mol.
Ein wichtiges Beispiel für die ATP-vermittelte Energieübertragung ist die Phosphorylierung von Glucose zu Glucose-6-phosphat. Diese endergonische Reaktion ΔG=+13,8kJ/mol wird durch Kopplung mit der exergonischen ATP-Spaltung ermöglicht. Die Gesamtbilanz ist energetisch günstig ΔG=−16,8kJ/mol.
Highlight: Die ATP-vermittelte Energieübertragung ermöglicht es Zellen, energieverbrauchende Prozesse durchzuführen, indem die bei der ATP-Spaltung freiwerdende Energie gezielt genutzt wird.