Adenosintriphosphat

Stichpunkte

Allgemein
	Bild nicht gefunden Strukturformel von ATP Adenosintriphosphat (ATP) ist die universelle Form unmittelbar verfügbarer Energie in jeder Zelle
	gleichzeitig ein wichtiger Regulator energieliefernder Prozesse
	Kreatin-Phosphat) bei Bedarf freigesetzt werden
	ATP kann aus Energiespeichern (Glykogen
	Das ATP-Molekül besteht aus einem Adenin-Rest
	dem Zucker Ribose und drei Phosphat-Resten (alpha bis gamma) in Ester- (alpha) bzw
	"Verbergen") 1 ATP als Energieträger 2 ATP als Cosubstrat (Coenzym) 3 Regeneration des ATP 3.1 Kurzzeitregeneration 3.1 ATP-Konzentrationen [Bearbeiten]
	Anhydrid-Bindung (beta und gamma). Inhaltsverzeichnis showTocToggle("Anzeigen"
ATP als Energieträger
	Da für die meisten in Zellen ablaufenden Reaktionen Energie benötigt wird
	muss diese in irgend einer Form bereitgestellt werden
	Dies geschieht über das Molekül ATP
	Die Bindungen der drei Phosphatreste sind sehr energiereiche chemische Bindungen
	Die Phosphate sind über so genannte Phosphoanhydrid-Bindungen miteinander verbunden
	entsteht das Adenosindiphosphat (ADP) bzw. das Adenosinmonophosphat (AMP)
	Werden diese Bindungen enzymatisch gespalten
	Dabei werden jeweils etwa 30kJ/mol Energie frei
	Dieser freiwerdende Energiebetrag ermöglicht überlebenswichtige Stoffwechselreaktionen in den Zellen
	Als Energiequelle wird ATP für die grundlegendsten Stoffwechselprozesse aller Organismen genutzt: In pflanzlichen und tierischen Zellen liefert es die Energie für die Synthese von organischen Molekülen
	Es spielt aber eine ebenso große Rolle bei aktiven Transportprozessen in den Zellen und durch Biomembranen hindurch sowie bei der Muskelkontraktion. [Bearbeiten]
ATP als Cosubstrat (Coenzym)
	ATP ist ein Substrat der Kinasen
	die im Metabolismus und bei der Stoffwechselregulation eine Schlüsselrolle spielen
	das heißt einer Gruppe von Phosphat-übertragenden Enzymen
	um nur einige Beispiele zu nennen
	die je nach ihrem Aktivierungsmechanismus als Proteinkinase A (PKA
	Calmodulin-abhängige Kinase
	Calcium-abhängig)
	oder Insulin-stimulierte Proteinkinase (ISPK) bezeichnet werden
	Bedeutende Mitglieder der letzteren Gruppe sind die Proteinkinasen
	Proteinkinase C (PKC
	cAMP-abhängig)
	nach denen eine Serie von Kinasen zu einer Enzymkaskade zusammengeschaltet sein kann. [Bearbeiten]
	Unter Blutzucker werden einige Grundprinzipien angesprochen
Regeneration des ATP
	Aus dem entstandenen AMP bzw
	ADP regeneriert die Zelle das ATP in den Mitochondrien mittels dem Enzym ATP-Synthase
	Dazu werden erneut anorganische Phosphatreste an das AMP bzw
	ADP gebunden
	Um den hohen Energiebedarf für diesen Bindungstyp zu erlangen gibt es verschiedene Möglichkeiten: Bei der Photosynthese der Pflanzen wird das ATP unter Verwendung der Energie aus Sonnenlicht im Rahmen der so genannten Photophosphorylierung regeneriert. Im tierischen Organismus wird die im Traubenzucker steckende Energie durch Abbauprozesse während der Zellatmung freigesetzt und zum Aufbau der energiereichen Bindung verwendet. In allen Sauerstoffatmenden Organismen durch die oxidativen Phosphorylierung in den Mitochondrien (siehe auch Atmungskette)
	aber auch Aminosäuren mithilfe von Sauerstoff (aus der Luft
	Dabei wird Energie hauptsächlich aus dem Abbau von Kohlenhydraten und Fetten
	deshalb müssen wir atmen) oxidiert („verbrannt“). In geringerem Mass durch die Glykolyse im Cytoplasma der meisten Zellen Des Weiteren gibt es Organismen
	welche z.B
	Wasserstoff veratmen (Energie aus Knallgas-Reaktion) oder ihre Energie aus Konzentrations- oder pH-Differenzen zwischen Umgebung und Zellinnerem gewinnen. Allen gemeinsam ist jedoch
	dass sie die Energie als ATP speichern. [Bearbeiten]
Kurzzeitregeneration
	muss der ATP-Vorrat in stark beanspruchten Zellen (Muskelzellen) auch kurzfristig wieder aufgefüllt werden
	Da die Oxidative Phosphorylierung
	Atmungskette etc. relativ langsame Prozesse sind
	Der ATP reicht bei starker Beanspruchung nur ca
	1 s
	Eine Pufferwirkung übernehmen hier Moleküle mit höherem Gruppenübertragungspotenzial als ATP
	Säugetiermuskelzellen halten einen Vorrat an Kreatinphosphat bereit; die Kreatin-Kinase katalysiert die Übertragung der Phosphorylgruppe vom Kreatinphosphat auf ATP
	müssen die oben genannten Mechanismen die ATP-Regeneration alleine tragen. [Bearbeiten]
	Ist dieser Vorrat verbraucht
ATP-Konzentrationen
	In der Zelle ist die ATP-Konzentration eine Regelgröße: Absinken unter einen Schwellenwert (4-5 mM) aktiviert energieliefernde Reaktionen (siehe Phosphofructokinase); Übersteigen des Schwellenwertes bewirkt Energiespeicherung
	z.B. durch Bildung von Kreatin-Phosphat als schnell verfügbaren (ATP-liefernden) Speicher im Muskel; Aufbau von Glykogen als „Energiepolster“ in der Leber
	die täglich in seinem Körper auf- und wieder abgebaut wird
	Kohlenhydrat- und Proteinspeicher sind allerdings limitiert; weiterer Energieüberschuss führt (über Acetyl-CoA) zum Ausbau des Fettspeichers. Bei einem durchschnittlichen erwachsenen Menschen entspricht die Menge ATP
	in etwa seinem Körpergewicht
	Der ATP-Durchsatz ist also sehr hoch: Er kann bei intensiver Arbeit auf Werte von 0
	5 kg pro Minute (!) ansteigen
	Siehe auch: Regulatorfunktionen; Gruppenübertragungspotential da:ATP (kemi) en:Adenosine triphosphate es:Adenosín trifosfato fr:Adénosine triphosphate he:ATP ja:アデノシン三リン酸 nl:Adenosinetrifosfaat pl:ATP sl:Adenozintrifosfat su:Adénosin trifosfat sv:Adenosintrifosfat

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