Quali e quanti sono i legami ricchi di energia presenti nella molecola di ATP?

Nelle cellule degli esseri viventi ci sono degli speciali composti con uno o più legami chimici, che rompendosi liberano una elevata quantità di energia. Questi legami sono detti ad alto contenuto energetico.

Tra i composti che hanno almeno un legame ad alto contenuto energetico ricordiamo: ATP (adenosintrifosfato); PEP (fosfoenolpiruvato); 1,3 DPG (1,3 difosfoglicerato); acetil-CoA (acetil-coenzimaA). Facciamo riferimento all’ATP, perché è quello più universalmente impiegato per gli scambi energetici all’interno della cellula.

Il termine legame “ad alto contenuto energetico” è universalmente accettato in biochimica, ma in queso caso sarebbe più corretto dire che la idrolisi enzimatica è facile e quindi la energia è prontamente disponibile. Questo perchè nella parte terminale della molecola, alla estremità dei fosfati, c’è un accumulo di cariche negative, che l’idrolisi neutralizza.

L’ATP ha la seguente formula

Nella reazione di idrolisi dell’ATP: 

 ATP = ADP + Pi

vengono liberate nell’ambiente 7.3 Kcal, per ogni mole di ATP idrolizzato ad ADP (adenosindifosfato).Anche l’ADP contiene un legame ad alto contenuto energetico, la sua idrolisi produce AMP (adenosinmonofosfato) che invece non contiene più legami altamente energetici.
La disponibilità di molecole con legami ad alto contenuto energetico come l’ATP è però limitata nelle cellule. Essi devono quindi essere risintetizzati man mano che vengono utilizzati perché diversamente non si avrebbe più disponibilità di legami ad alto contenuto energetico. Come sorgente di energia per la sintesi dei legami ad alto contenuto energetico, le cellule dei mammiferi e di molti altri viventi utilizzano molecole organiche prelevate dall’ambiente esterno, come gli zuccheri, oppure accumulate nell’organismo (grassi) come tali o a partire dagli zuccheri.

Dalla loro degradazione si  ottiene l’energia necessaria per  la sintesi  dell’ATP, che avviene secondo la reazione:

ADP + Pi = ATP

con consumo di 7.3 Kcal.