ATP, czyli trifosforan adenozyny, jest niezbędnym paliwem dla wszystkich komórek w ciele i działa na trzy główne sposoby. ATP ma kluczowe znaczenie w transporcie substancji między błony komórkowe, w tym sód, wapń i potas. Dodatkowo ATP jest niezbędny do syntezy związków chemicznych, w tym białka i cholesterolu. Wreszcie, ATP jest wykorzystywane jako źródło energii do pracy mechanicznej, takiej jak praca mięśni.
Glikoliza
Glikoliza jest jedną z metod wytwarzania ATP i występuje prawie we wszystkich komórkach. Proces ten to beztlenowy katabolizm glukozy, który przekształca cząsteczkę glukozy w dwie cząsteczki kwasu pirogronowego i dwie cząsteczki ATP. Cząsteczki te są następnie wykorzystywane jako energia przez różne układy w ciele. W organizmach eukariotycznych lub organizmach z jądrem związanym z błoną glikoliza zachodzi w cytozolu.
Fosforylacja oksydacyjna
Fosforylacja oksydacyjna wytwarza również ATP i jest głównym producentem ATP w organizmach – 26 na 30 cząsteczek ATP generowanych z glukozy jest wytwarzanych przez fosforylację oksydacyjną. W fosforylacji oksydacyjnej ATP powstaje, gdy elektrony przepływają z substancji chemicznych znanych jako NADH lub FADH (odpowiednio dinukleotyd nikotynoamidoadeninowy i dinukleotyd flawinoadeninowy) do tlenu.
Utlenianie beta
Utlenianie beta to proces, który przekształca lipidy w energię. Część tego procesu wytwarza ATP, który jest następnie wykorzystywany do produkcji acetylo-CoA. Ponadto beta-utlenianie zachodzi w mitochondria i jest ściśle związany z konwersją ATP na AMP. Utlenianie beta obejmuje również cykl kwasów tłuszczowych, który przypomina cykl kwasu cytrynowego.
Oddychanie aerobowe
Oddychanie tlenowe jest ostatnim sposobem powstawania ATP. Oddychanie tlenowe również wykorzystuje glukozę do produkcji ATP i jak sama nazwa wskazuje, tlen musi być obecny, aby proces mógł zajść. Bez tlenu oddychanie tlenowe przekształca się w oddychanie beztlenowe, które wytwarza tylko 2 ATP w porównaniu z oddychaniem tlenowym 34. Oddychanie beztlenowe prowadzi do gromadzenia się mleczanu u zwierząt lub gromadzenia się alkoholu i dwutlenku węgla w drożdżach i roślinach.