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Adenosina difosfato e adenosina trifosfato são moléculas orgânicas, conhecidas como nucleotídios, encontradas em células animais e vegetais. A ADP é convertida para ATP para armazenar energia, adicionando um grupo fosfato de alta energia. A conversão ocorre na substância entre a membrana celular e o núcleo, conhecida como citoplasma, ou em estruturas especiais de produção de energia chamadas mitocôndrias.
Equação química
A conversão de ADP para ATP pode ser escrita como ADP + Pi + energia → ATP, ou em português, adenosina difosfato mais fosfato inorgânico mais energia resulta em adenosina trifosfato. A energia é armazenada na molécula de ATP nas ligações covalentes entre os grupos fosfato, particularmente na ligação entre o segundo e terceiro grupo, conhecida como ligação pirofosfato.
Fosforilação quimiosmótica
A conversão de ADP para ATP na membrana interna da mitocôndria é tecnicamente conhecida como fosforilação quimiosmótica. Sacos membranosos nas paredes das mitocôndrias contêm, estimativamente, 10 mil cadeias de enzimas, que derivam energia de moléculas alimentares ou fotossíntese — a síntese de moléculas orgânicas complexas de dióxido de carbono, água e sais inorgânicos — em plantas, através do que é conhecido como a cadeia de transporte de elétrons..
Sintase de ATP
A oxidação celular em um ciclo de reações metabólicas catalizadas por enzimas, conhecida como ciclo de Krebs, cria um acúmulo de partículas negativamente carregadas chamadas elétrons, que empurra íons de hidrogênio positivamente carregados, ou prótons, pela membrana mitocondrial até a câmara interna. A energia liberada pelo potencial elétrico através da membrana faz com que uma enzima, conhecida como sintase de ATP, se ligue à ADP. A sintase é um complexo molecular vasto, e sua função é catalizar a adição de um terceiro grupo fosforoso para formar a ATP. Um único complexo de sintase é capaz de gerar mais de 100 moléculas de ATP por segundo.
Bateria recarregável
As células vivas usam o ATP como se ele fosse a energia de uma bateria recarregável. Converter a ADP para ATP adiciona energia, enquanto a maioria dos outros processos celulares envolve a quebra de ATP e tende a descarregar energia. No corpo humano, uma molécula de ATP típica entra na mitocôndria para recarregar-se como ADP milhares de vezes ao dia. De modo que a concentração de ATP em uma célula típica seja cerca de dez vezes maior que a de ADP. Os músculos esqueléticos exigem maiores quantidades de energia para o trabalho mecânico, portanto as células desses músculos contêm mais mitocôndria que as de outros tipos de tecidos.