【超簡単】ATPの構造や働きをわかりやすく解説してみた!

こんにちは!

私は平成生まれの管理栄養士です!

今回の記事はATPといって、エネルギーに関する物質についてです。

このATPは、糖質や脂質などが代謝されてエネルギーになる過程において非常に重要な物質です!

ATPの理解なくして三大栄養素のエネルギー代謝の理解なしです。

できるだけ簡単に解説していきますので、是非ご覧ください!

ATPとは?

ATPは  Adenosine Tri-Phosphate の略です。

ご覧の通り、それぞれの頭文字をとってATPですね!

アデノシン三リン酸と呼ばれます。

ATPは簡単に言うとエネルギーです!

正確に言えばエネルギーを持つ物質ですが、ATP=エネルギーと考えたほうが簡単です。

ATPは生体内の至る所に存在しています!

ATPを構成しているリン酸1分子が離れることでエネルギーが放出されます。

逆に離れたリン酸が再びくっつくことでエネルギー貯蔵されます。

ポイントはリン酸で、このリン酸が離れればエネルギーが放出され、くっつけばエネルギーが貯蔵されるのです。

このエネルギーの存在によって、筋肉が動いたり、代謝が進んだり、その他体内の様々な活動を行うことが可能になるのです。

全ての真核生物がこのATPによるエネルギーの生成と利用をしているのです。

ATPの構造

ATPの構造は、プリン塩基であるアデニンに糖の一種であるリボース結合したアデノシンを基本構造としています。

ATPは、このアデノシンという基本構造に、3つリン酸がくっついたものです。

これでATPがアデノシン三リン酸と呼ばれる意味がわかりますね!

アデノシンに3つのリン酸が合わさっているのでアデノシン三リン酸です!

ここでATP(アデノシン三リン酸)の構造を図に示したいと思います!

上の図のリン酸同士の結合は、非常に不安定になっています。

このリン酸部分が切り離されたりする反応や、他の分子にリン酸が移動する反応でエネルギーを放出します。

リン酸部分の結合は高エネルギーリン酸結合と呼ばれています。

ATPの働き

この図はATPの構造を簡略化した図です!

ATPはアデノシンに3つのリン酸が結合しています。

そのうちの一つのリン酸が切り離されるときにエネルギーを放出します。

この時に放出されるエネルギーはATPが1mol当たりに7.3kcalです。

ATPからエネルギーが放出される時の式は以下の通りです。

ATP + H₂O → ADP + H₃PO₄(リン酸)+ 7.3kcal

こうして放出されたエネルギーは、様々な活動に利用されます。

  1. 生体物質の合成
  2. 物質の能動輸送
  3. 筋肉運動
  4. 発光
  5. 発電

 

などです。

発光や発電は人間はしませんが、生物によってはATPから得たエネルギーをこのような発光や発電に利用するものもいます。

ADPとAMP

先ほどの図を見てみると、ATPはアデノシンの3つのリン酸が結合したものでしたね!

ATPから1つリン酸が切り離されたものがADPです。

アデノシンに2つのリン酸が結合しているので、 Adenosine Di-Phosphate でADPですね!

また、ADPからさらに1つリン酸が切り離されたものがAMPです。

アデノシンに1つだけリン酸が結合しているので、Adenosine Mono-Phosphate でAMPですね!

このADPもAMPも実はATPと同じくエネルギーをもつエネルギー化合物なのです。

ADPはそのリン酸が切り離された時、1mol当たり6.6kcalのエネルギーを放出することが可能です。

AMPもそのリン酸が切り離された時、1mol当たり3.4kcalのエネルギーを放出することが可能です。

  • ATP・・・1mol当たり7.3kcal
  • ADP・・・1mol当たり6.6kcal
  • AMP・・・1mol当たり3.4kcal

 

となります。

しかし、基本的にはエネルギーが放出される場合は、ATPから1つリン酸が切り離された時の反応しか起こりません。

よって、ATP→ADP+Pとなった時にエネルギーが放出され、ADP+P→ATPとなることでエネルギーを蓄え、その反応を繰り返しているのです!

おまけ

今回の記事で

  • ATP・・・アデノシンに3つリン酸が結合(Adenosine Tri-Phosphate
  • ADP・・・アデノシンに2つリン酸が結合(Adenosine Di-Phosphate
  • AMP・・・アデノシンに1つリン酸が結合(Adenosine Mono-Phosphate

このように学びました。

1つの場合はMono2つの場合はDi3つの場合はTriとなります。

これは、古代ギリシャ数字のことでそ化学式などではこのような数字が使われているのです。

以下に各数字と対応するギリシャ数字を表記していおきますね!

今でも、このギリシャ数字はあらゆる言葉で使われています。

例えばモノレールや、トリプル、テトラポット、ペンタゴン、ヘキサゴン、オクターブ、などなど。

このようにこれを覚えるだけで、化学名をなどを見た時に何かが何個結合しているんだなぁ~となんとなく理解することが可能になるのです!

まとめ

今回解説してきたATPについてまとめてみたいと思います!

ATPとは?

  • ATPは Adenosine Tri-Phosphate の略でアデノシン三リン酸と呼ばれる
  • ATPの一部のリン酸が切り離される時にエネルギーが放出される

 

ATPの構造

アデニンにリボースが結合したアデノシンを基本構造とし、ここに3つリン酸がくっついたもの

  • アデノシンに3つのリン酸が結合・・・アデノシン三リン酸(ATP)
  • アデノシンに2つのリン酸が結合・・・アデノシン二リン酸(ADP)
  • アデノシンに1つのリン酸が結合・・・アデノシン一リン酸(AMP)

 

ATPの働き

ATPからリン酸が切り離された時に生じるエネルギーによって生物は以下のような活動が可能になる

  • 生体物質の合成
  • 物質の能動輸送
  • 筋肉運動
  • 発光
  • 発電

 

以上です。

いかがでしたか?

また次回の記事もお楽しみに!!