Biologia · Glossário

O que é ATP, acoplamento?

Também chamado de: ATP · ligação fosfoanidrido · moeda energética · acoplamento energético

Definição 8.16 Biologia universitária — 1.º ano · Capítulo 8 — A água e as pequenas biomoléculas

O ATP (trifosfato de adenosina) é um nucleotídeo (Capítulo 11) que carrega três fosfatos enfileirados; as duas ligações externas são ligações fosfoanidrido, cuja hidrólise, ATP+H2OADP+Pi\mathrm{ATP} + \mathrm{H_2O} \to \mathrm{ADP} + \mathrm{P_i}, tem ΔG=30.5kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = -30.5\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol} e, nas concentrações de uma célula, ΔG50kJ/mol\Delta G \approx -50\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}. O ATP é a moeda energética da célula: o catabolismo o produz (Capítulo 15), e a biossíntese, o transporte e o movimento o gastam. Uma reação morro acima é levada a ocorrer pelo acoplamento dela à hidrólise do ATP por meio de um intermediário comum, de modo que a soma dos dois ΔG\Delta G seja negativa.

Exemplos

Exemplo 8.17 (Por que a hidrólise do ATP libera tanto)

São três razões: as quatro cargas negativas dos fosfatos do ATP se repelem e são aliviadas pela clivagem; os produtos ADP\mathrm{ADP} e Pi\mathrm{P_i} são mais bem estabilizados por ressonância e por hidratação do que o anidrido; e a célula mantém o ATP mil vezes acima do equilíbrio dele com ADP e fosfato. O último é o maior termo: com ATP a 5mmol/L5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}, ADP a 1mmol/L1\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L} e Pi\mathrm{P_i} a 10mmol/L10\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}, ΔG=30.5+2.58ln103×1025×103=30.516=46.5kJ/mol\Delta G = -30.5 + 2.58\ln\frac{10^{-3}\times 10^{-2}}{5\times 10^{-3}} = -30.5 - 16 = -46.5\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}.

Exemplo 8.18 (Acoplamento)

Glicose + Pi+\ \mathrm{P_i} \to glicose-6-fosfato + H2O+\ \mathrm{H_2O} tem ΔG=+13.8kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = +13.8\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}: no equilíbrio quase nenhuma glicose estaria fosforilada. A hexoquinase, em vez disso, transfere o fosfato diretamente do ATP: glicose ++ ATP \to glicose-6-fosfato ++ ADP, ΔG=13.830.5=16.7kJ/mol\Delta G^{\circ\prime} = 13.8 - 30.5 = -16.7\,\mathrm{kJ}/\mathrm{mol}, constante de equilíbrio 800800, reação essencialmente completa. O fosfato nunca aparece livre: as duas reações são uma só.

Exemplo 8.14 (O inventário da célula)

Da massa seca de uma bactéria, as proteínas são 55%55\,\%, o RNA 20%20\,\%, o DNA 3%3\,\%, os lipídios 9%9\,\%, os polissacarídeos 5%5\,\%, e as moléculas pequenas e os íons o restante. Pelo número de moléculas o quadro se inverte: mil tipos de pequeno metabólito e de íon, em concentrações do nanomolar a um décimo de mol por litro, formam a maior parte das moléculas que não são água. O potássio está a 150mmol/L150\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}, o glutamato a 100mmol/L100\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}, o ATP a 5mmol/L5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}, e um fator de transcrição a algumas moléculas por célula.

Ler no capítulo →