Аденин рибоза фосфорной кислоты

Связи между остатками фосфорной кислоты богаты энергией – макроэргические (греч. «макрос» - большой; «эргос» - энергия). Отщепление одного остатка фосфорной кислоты дает примерно 40 кДж энергии, тогда как при разрыве обычных химических связей выделяется примерно 12 кДж энергии. Благодаря богатым энергией связям в молекулах АТФ клетка может накапливать большое количество энергии в очень небольшом пространстве и расходовать по мере надобности.

В результате гидролитического отщепления одного остатка фосфорной кислоты из АТФ образуется аденозиндифосфорная кислота (АДФ) и высвобождается 40 кДж энергии. При отщеплении второго остатка фосфорной кислоты получается аденозинмонофосфорная кислота и высвобождается еще одна порция энергии:

АТФ + Н₂О АДФ + Н₃РО₄ + 40 кДж

АДФ + Н₂О АМФ + Н₃РО₄ + 40 кДж

АТФ образуется из АДФ и фосфорной кислоты за счет энергии, освобождающейся при окислении органических веществ и в процессе фотосинтеза. Этот процесс называется фосфорилированием. При этом должно быть затрачено не менее 40 кДж энергии.

АДФ + Н₃РО₄+ 40 кДж АТФ + Н₂О

АТФ вещество нестойкое, в клетке в значительном количестве не накапливается. Первоначально была обнаружена в мышечной ткани. Оказалось, что белки, выделенные из мышц и помещенные в физиологический раствор неподвижны в ведение небольшого количества АТФ вызывает их сокращение.

АТФ чрезвычайно быстро обновляется. У человека, например, каждая молекула АТФ расщепляется и вновь восстанавливается 2400 раз в сутки, так что средняя продолжительность ее жизни менее 1 мин. синтез АТФ осуществляется главным образом в митохондриях и хлоропластах. Образовавшаяся здесь АТФ по каналам ЭПС направляется в те участки клетки, где возникает потребность в энергии.

Таким образом, АТФ играет центральную роль в энергетическом обмене клетки и организма. Это означает, что любые виды клеточной активности совершаются за счет энергии, освобождаемой при гидролизе АТФ. Остальная энергия (около 50 %), которая выделяется при расщеплении молекул углеводов, жиров, белков и других органических соединений, рассеивается в виде тепла и практически не имеет существенного значения для жизнедеятельности клетки.

Этапы энергетического обмена