Adenosine difosfaat en adenosine trifosfaat zijn organische moleculen, bekend als nucleotiden, gevonden in alle plantaardige en dierlijke cellen. ADP wordt omgezet in ATP voor de opslag van energie door toevoeging van een hoogenergetische fosfaatgroep. De omzetting vindt plaats in de stof tussen de celmembraan en de kern, bekend als de cytoplasma, of in speciale energieproducerende structuren genaamd mitochondriën.
Reactievergelijking
De omzetting van ADP naar ATP kan worden geschreven als ADP + Pi + energie → ATP of, in het Engels, adenosinedifosfaat plus anorganisch fosfaat plus energie geeft adenosinetrifosfaat. Energie wordt opgeslagen in het ATP-molecuul in de covalente bindingen tussen de fosfaatgroep, met name in de binding tussen de tweede en derde fosfaatgroep, bekend als de pyrofosfaatbinding.
Chemiosmotische fosforylering
De omzetting van ADP naar ATP in de binnenmembranen van mitochondriën is technisch bekend als chemiosmotische fosforylering. Membraanzakjes op de wanden van de mitrochondriën bevatten naar schatting 10.000 enzymketens, die energie halen uit voedselmoleculen of fotosynthese – de synthese van complexe organische moleculen uit kooldioxide, water en anorganische zouten – in planten, via zogenaamde de
elektronentransportketen.ATP-synthase
Cellulaire oxidatie in een cyclus van enzym-gekatalyseerde metabolische reacties, bekend als de citroenzuurcyclus, creëert een opeenhoping van negatief geladen deeltjes, elektronen genaamd, die positief geladen waterstofionen of protonen over het binnenste mitochondriale membraan in de binnenkamer duwen. De energie die vrijkomt door de elektrische potentiaal over het membraan zorgt ervoor dat een enzym, bekend als ATP-synthase, zich aan ADP hecht. ATP-synthase is een enorm moleculair complex en zijn functie is het katalyseren van de toevoeging van een derde fosforgroep om ATP te vormen. Een enkel ATP-synthasecomplex kan elke seconde meer dan 100 ATP-moleculen genereren.
Oplaadbare batterij
Levende cellen gebruiken ATP alsof het stroom is van een oplaadbare batterij. Het omzetten van ADP naar ATP voegt kracht toe, terwijl bijna alle andere cellulaire processen de afbraak van ATP met zich meebrengen en de neiging hebben om vermogen te ontladen. In het menselijk lichaam komt een typisch ATP-molecuul de mitochondriën binnen om op te laden als ADP duizenden keer per dag, zodat de concentratie van ATP in een typische cel ongeveer 10 keer hoger is dan die van ADP. Skeletspieren hebben grote hoeveelheden energie nodig voor mechanisch werk, dus spiercellen bevatten meer mitochondriën dan de cellen van andere weefseltypes.
