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Adenosintriphosphat


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Adenosintriphosphat ( ATP ) ist die universelle Form unmittelbar verfügbarer in jeder Zelle gleichzeitig ein wichtiger Regulator energieliefernder Prozesse. kann aus Energiespeichern ( Glykogen Kreatin-Phosphat) bei Bedarf freigesetzt werden. Das Molekül besteht aus einem Adenin -Rest dem Zucker Ribose und drei Phosphat -Resten (alpha bis gamma) in Ester - (alpha) bzw. Anhydrid -Bindung (beta und gamma).

Inhaltsverzeichnis

ATP als Energieträger

Da für die meisten in Zellen ablaufenden Reaktionen Energie benötigt wird muss diese in irgend Form bereitgestellt werden. Dies geschieht über das Molekül ATP. Die Bindungen der drei Phosphatreste sind sehr energiereiche chemische Bindungen . Die Phosphate sind über sogenannte Phospho anhydrid -Bindungen miteinander verbunden. Werden diese Bindungen enzymatisch gespalten entsteht das Adenosindiphosphat (ADP) bzw. das Adenosinmonophosphat (AMP). Dabei jeweils etwa 30kJ/mol Energie frei. Dieser freiwerdende ermöglicht überlebenswichtige Stoffwechselreaktionen in den Zellen.

Als Energiequelle wird ATP für die Stoffwechselprozesse aller Organismen genutzt: In pflanzlichen und Zellen liefert es die Energie für die von organischen Molekülen. Es spielt aber eine große Rolle bei aktiven Transportprozessen in den und durch Biomembranen hindurch sowie bei der Muskelkontraktion .

ATP als Cosubstrat ( Coenzym )

ATP ist ein Substrat der Kinasen d.h. einer Gruppe von Phosphat-übertragenden Enzymen im Metabolismus und bei der Stoffwechselregulation eine Schlüsselrolle Bedeutende Mitglieder der letzteren Gruppe sind die die je nach ihrem Aktivierungsmechanismus als Proteinkinase A (PKA cAMP -abhängig]]) Proteinkinase C (PKC Calcium-abhängig) Calmodulin-abhängige Kinase oder Insulin-stimulierte (ISPK) bezeichnet werden um nur einige Beispiele nennen. Unter Blutzucker werden einige Grundprinzipien angesprochen nach denen Serie von Kinasen zu einer Enzymkaskade zusammengeschaltet kann.

Regeneration des ATP

Aus dem entstandenen AMP bzw. ADP die Zelle das ATP in den Mitochondrien mittels dem Enzym ATP-Synthase. Dazu werden erneut anorganische Phosphatreste an das AMP bzw. ADP gebunden. den hohen Energiebedarf für diesen Bindungstyp zu gibt es verschiedene Möglichkeiten:

  • Bei der Photosynthese der Pflanzen wird das ATP unter verwendung der aus Sonnenlicht im Rahmen der so genannten regeneriert.

  • Im tierischen Organismus wird die im Traubenzucker steckende Energie durch Abbauprozesse während der Zellatmung freigesetzt und zum Aufbau der energiereichen verwendet.

  • Desweiteren 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 Energie als ATP speichern.

ATP-Konzentrationen

In der Zelle ist die ATP-Konzentration Regelgröße:

  • Absinken unter einen Schwellenwert (4-5 mM) energieliefernde Reaktionen (siehe Phosphofructokinase );
  • Übersteigen des Schwellenwertes bewirkt Energiespeicherung z.B.
    • Bildung von Kreatin-Phosphat als schnell verfügbaren Speicher im Muskel;
    • Aufbau von Glykogen als "Energiepolster" in Leber. Kohlenhydrat- und Proteinspeicher sind allerdings limitiert; Energieüberschuss führt (über Acetyl-CoA ) zum Ausbau des Fettspeichers.

Bei einem durchschnittlichen erwachsenen Menschen entspricht Menge ATP die täglich in seinem Körper und wieder abgebaut wird in etwa seinem

Siehe auch: Regulatorfunktionen ; Gruppenübertragungspotential



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