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Adenosina Trifosfato


Modello 3D dell’ATP
L’adenosina trifosfato (o ATP) è un lt ribonucleotide trifosfato formato da una base azotata, cioè l’adenina, dal ribosio, che è uno zucchero pentoso, e da tre lt gruppi fosfato. È uno dei reagenti necessari per la sintesi dell’RNA, ma soprattutto è il collegamento chimico fra catabolismo e lt anabolismo e costituisce la “moneta” corrente energetica. Esso viene idrolizzato ad ADP (adenosindifosfato), che viene riconvertito in ATP mediante vari processi.
L’ATP è il composto ad alta energia richiesto dalla stragrande maggioranza delle reazioni metaboliche endoergoniche. Esso viene prodotto secondo la reazione endoergonica:
ADP + P i + E => ATP
L’ATP non può stare libero nel citosol ma deve essere chelato (stabilizzato) dal lt magnesio. Esso maschera parzialmente le cariche negative e influenza la conformazione nello spazio dei gruppi fosfato.
Dalla respirazione, in cui si libera energia, una parte molto piccola di essa (7,3 kcal/mol) viene immagazzinata nelle molecole di ATP. L’immagazzinamento vero e proprio avviene quando la lt fosfocreatina cede alla molecola di ADP un gruppo fosfato che appunto le mancava per divenire ATP. Mentre si uniscono gruppo fosfato e ADP, l’energia viene imprigionata nei nuovi legami chimici: adesso avremo finalmente la molecola di ATP.
Energia di idrolisi dell’ATP
L’ATP dona energia mediante reazione di idrolisi, mediata dall’enzima ATPasi, che nella maggior parte dei casi coinvolge il trasferimento di un gruppo fosfato
ATP 4- +H 2O –> ADP 3- + P + H + con una variazione di energia libera di –30,5 kj/mole (esoergonica)
L’energia che si libera viene subito utilizzata grazie agli enzimi che convogliano questa energia alle reazioni che ne hanno bisogno.
Nell’ATP c’è una tensione repulsiva tra gli atomi di ossigeno dei gruppi fosfato che a pH 7 sono ionizzati. Questa repulsione non è sufficiente ad idrolizzare l’ATP perché l’energia di attivazione è abbastanza elevata. Questi obbligano i due atomi di ossigeno carichi negativamente ad avvicinarsi alle cariche positive presenti su di essi. Questo genera una forte tensione. Quando gli ioni sono sottratti rimangono le cariche negative molto vicine tra loro, e questo genera una violenta repulsione che porta alla rottura del primo legame del gruppo fosfato con formazione di ADP.
Partecipazione dell’ATP nei processi di energetizzazione delle molecole
Sono poche le reazioni dove l’ATP dona energia a una molecola tramite idrolisi, principalmente fornisce energia alle altre molecole per trasferimento di gruppi fosfato. L’idrolisi in se produce solo la liberazione di calore che non può essere usato in sistemi omeotermi. ATP può dunque o donare un gruppo fosforico o donare l’Adenilato. I gruppi fosfato che possono subire un attacco sono 3:

  • Attacco Nucleofilo in posizione γ con rimozione di un gruppo
  • Attacco Nucleofilo in posizione β con rimozione di due gruppi –pirofosfato
  • Attacco Nucleofilo in posizione α con rimozione di pirofosfato e trasferimento di adenilato

Questa ultima reazione si chiama Adenilazione, il pirofosfato rilasciato con un’adenilazione viene poi scisso in due gruppi singoli dalla Pirofosfatasi inorganica

PP –> 2P con una variazione di energia libera di –19,5 kj/mole (esoergonica)
L’adenilazione è fondamentale per portare l’acido grasso a un livello energetico superiore preparandolo cosi al suo legame con il trasportatore.