¿Cómo sabe ATP a qué darle energía y cómo transfiere la energía? ¿En qué forma se almacena la energía y en qué forma está cuando se transfiere? ¿Es siempre lo mismo?

La energía en ATP se almacena por el hecho de que poner 3 fosfatos uno al lado del otro es difícil. A pH neutro, hay 3.5 cargas negativas empujadas por completo en un espacio reducido. Se necesita energía para hacer esto (15 Kcal / mol) y emite energía cuando se eliminan los fosfatos tercero y segundo (7.5 Kcal / mol para cada uno). Se puede imaginar empujando estos 3 fosfatos juntos al empujar un resorte y los enlaces covalentes entre los fosfatos bloquean el resorte en su lugar. Es un resorte en espiral que espera liberar ese último fosfato.

Una enzima como una quinasa tiene un sitio de unión para ATP cerca de su sitio activo. La quinasa capta el ATP y luego pasa a una proteína que está específicamente diseñada para fosforilar. Debido a que hay tanta energía en ese tercer fosfato, la quinasa puede colocarlo en un lugar energéticamente desfavorable, unirlo a una serina donde será una gran carga negativa donde no encaja una gran carga negativa (por ejemplo, cerca de otra negativa). cargar). Nuevamente, esto requiere energía y la energía proviene de la eliminación del fosfato de su posición desfavorable en ATP. Esto será algo menor que 7,5 Kcal / mol y la diferencia se desprenderá como energía térmica.

Después de que la quinasa se va, la proteína cambia de forma (conformación) para disminuir la energía de su estructura (mover la fosfo-serina a una posición más favorable). Esto provoca un cambio en su actividad (encenderlo o apagarlo). Eventualmente, una fosfatasa entrará y eliminará el fosfato, liberando la energía en forma de calor (imagina que el fosfato vuela a alta velocidad porque se encuentra en un entorno desfavorable y luego choca contra las moléculas de agua, acelerándolas) y la proteína se recuperará. A su conformación de baja energía.

Entonces, básicamente, la energía se almacena en forma de empujar las cargas negativas juntas (desfavorable, cuesta energía) y, finalmente, la energía termina en calor (movimiento más rápido de las moléculas de agua).

Proteína quinasa activada por AMPK
Un sensor de energía que mantiene la homeostasis de la energía celular.