ATP

ATP

שמות נוספים	Adenosine 5′-(tetrahydrogen triphosphate)
כתיב כימי	C₁₀H₁₆N₅O₁₃P₃
מספר CAS	56-65-5

מבנה מרחבי של ATP

ATP (ראשי תיבות של Adenosine Triphosphate; אדנוזין טרי-פוספט, בעברית: אדנוזין תלת-זרחתי) הוא נוקלאוטיד, סוג של תרכובת אורגנית בעלת חשיבות עליונה בכל היצורים החיים. תרכובת זו מאפשרת אגירת אנרגיה בתא וכן שחרור אנרגיה בתא כתוצאה מהידרוליזת ATP, תוך שימוש באנרגיה לצורך תהליכים ביוכימים שונים באמצעות צימוד תגובת הידרוליזת ATP לתגובה כימית אחרת.

בתאים איקריוטיים רוב ה-ATP מיוצר על ידי המיטוכונדריה, מאדנוזין דו-זרחתי וקבוצת זרחה בתהליך הזרחון החמצוני.

ביוכימיה של ATP

מבנה

ATP בנוי מהבסיס החנקני אדנין, המחובר לפחמן '1 של הסוכר ריבוז, ומשלוש קבוצות זרחה המחוברות לפחמן '5 של סוכר זה.

תפקיד בתא

ל-ATP שלל תפקידים בתא, ההופכים אותו למולקולה מרכזית במסלולים הביוכימיים בתא.

אגירת אנרגיה

ATP משמש כמאגר אנרגיה בכל התאים החיים. ה-ATP מכיל שלוש קבוצות זרחה. כשזרחה משתחררת מהמולקולה (הניתוק נוצר בקשר שבין הזרחה השנייה לשלישית), נוצר חומר חדש בשם ADP (אדנוזין דו-זרחתי), בנוסף לקבוצת זרחה מנותקת, והתהליך כרוך בשחרור של אנרגיה רבה, בעוד שלצורך הפירוק יש להשקיע אנרגיה מעטה. כמות האנרגיה המתקבלת בהסרת קבוצת הזרחה עומדת על 30.6 קילוג'אול למול - כשליש מהאנרגיה שמשתחררת משריפת כמות זהה של בנזין. זהו תהליך הפיך - הקשר יכול להתחדש מ-ADP בחזרה ל-ATP. האנרגיה שמשתחררת בתהליך הפירוק של ה ATP ל-ADP מנוצלת על ידי התא לקיום תגובות כימיות אשר דורשות השקעת אנרגיה, כגון במשאבת נתרן-אשלגן וחלבוני מיוזין ואקטין המאפשרים את כיווץ השרירים. תגובות אלו אינן יכולות להתרחש ללא האנרגיה שמקורה בפירוק מולקולות ה-ATP. בפרט, אנזימי קינאז מתמחים בזירחון מולקולות מתאימות באמצעות קבוצת הזרחה הניטלת ממולקולת ה-ATP .ATP חיוני לקיומם של כל החיים ורעלים מסוימים הגורמים להפסקת ייצור ה-ATP בתא מביאים למותו המהיר של התא. למרות עובדה זו אין יצורים חיים שאוגרים ATP למקרים כאלה וזאת משום שהגוף מייצר כמויות עצומות כל כך של ATP רק בשביל לשרוד כמה דקות כך שלאגור מספיק ATP כדי לשרוד הרבה זמן לאחר הפסקת הייצור היא פעולה בלתי אפשרית. למען ההמחשה בכל יום הגוף שלנו מייצר ומשתמש במלקולות ATP במשקל כולל של בערך משקל גופנו וזאת למרות משקלה הקטן של מולקולת ה־ATP.

ATP כחומר מבני

בנוסף לתפקיד ה-ATP כמקור אנרגיה זמין, הוא משמש גם כאחת מאבני הבניין ל-RNA.

העברת סיגנלים

ATP משמש גם כתשתית לאיתות (מעבר אותות) תוך-תאי ולקליטת הורמונים מחוץ לתא. הורמון שמגיע לקרום תא ונקשר לקולטן (רצפטור) מתאים יגרום להפעלת אנזים הפועל על אנרגיית ה-ATP והופך אותו ל-cAMP. מולקולה זו מפעילה בתוך התא את התגובה שההורמון אמור לגרום. בנוסף, משמש ATP כמוליך עצבי מעורר במערכת העצבים. כל שלפוחית סינפטית מכילה גם מולקולות ATP המגיבות עם קולטנים מתאימים בעבר הבתר-סינפטי.

סינתזה

בגלל חשיבותו הרבה, ATP מיוצר בתאים בשורה של תהליכים, שבהם מולקולת ADP עוברת זרחון חמצוני (מוחזרת לה קבוצת זרחה) והיא הופכת ל-ATP. תהליכים אלה דורשים אנרגיה, המסופקת לתא בשלל צורות. המסלול הנפוץ ביותר להפקת ATP, שבו משתמשים כל היצורים האווירניים ובכללם האדם, הוא הנשימה התאית. בתהליך זה מתפרקות מולקולות של גלוקוז, שאותן צרך ("אכל") היצור קודם לכן. האנרגיה המשתחררת עם פירוק הגלוקוז מנוצלת, לאחר סדרה מורכבת של תגובות, לייצור ATP.

כל תא בגוף האדם מכיל כמיליארד מולקולות ATP, שמספקות אנרגיה המספיקה רק לכמה דקות פעילות, ולכן התא זקוק לאספקת חמצן שוטפת. כל ATP משחרר אנרגיה ונטען כשלוש פעמים בדקה. בהנחה שבגוף האדם כ־10¹³ תאים, משקלן הכולל של המולקולות הוא כ-50 גרם.

ראו גם

• רמה אנרגטית
• מנוע מולקולרי
• אדנילאט קינאז

קישורים חיצוניים

• אדנוזין תלת-זרחתי, דף שער בספרייה הלאומית
• ATP, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית)