Lexikon der Neurowissenschaft: Adenosintriphosphat
Adenosintriphosphats [von griech. aden = Drüse],Adenosin-5'-triphosphat (anionische Form der Adenosin-5'-triphosphorsäure), Abk. ATP, E adenosine triphosphate, niedermolekulare chemische Verbindung aus der Purinbase Adenin, Ribose und 3 linear aneinandergereihten Phosphaten. Die Bindungen des zweiten bzw. dritten Phosphats sind sehr energiereich und leicht aufzuspalten. Dabei wird zusammen eine Energie von 8-10 kcal/mol (ca. 30 kJ/mol) freigesetzt ( siehe Abb. ). ATP ist die wichtigste energiereiche Verbindung des Zellstoffwechsels und hat eine universelle biologische Bedeutung im intrazellulären Energiestoffwechsel als temporärer Speicher chemischer Energie. Es ist einer der Nucleotidbausteine für die Synthese von makromolekularen Nucleinsäuren, der Desoxyribonucleinsäuren (DNA) und Ribonucleinsäuren (RNA). Adenylatcyclase katalysiert die Umwandlung von ATP in zyklisches Adenosin-3',5'-monophosphat (cAMP). – ATP fungiert nicht nur als Energieträger im Organismus, sondern ist auch als Neurotransmitter im Gehirn, Sympathicus und Parasymphaticus nachweisbar. Dabei kann ATP sowohl als eigenständiger Transmitter fungieren als auch die Freisetzung von Neurotransmittern wie Acetylcholin und Noradrenalin modulieren. ATP wird z.B. als Cotransmitter (Cotransmission) zusammen mit Noradrenalin in Vesikeln in den Endigungen postganglionär sympathischer Nerven gespeichert. Nerven-Aktionspotentiale bewirken die Freisetzung dieses Transmitter-Cocktails aus den Speichervesikeln in den synaptischen Spalt (Synapsen). Weiterhin sind excitatorische ATP-Wirkungen auch an einer ganzen Reihe weiterer Gewebe, wie Skelettmuskel und Herzmuskel, bekannt. Exogenes ATP kann im Gehirn an bestimmten Neuronen (Nervenzellen des caudalen Trigeminus-Kerns, noradrenerge Locus-coeruleus-Neurone des Stammhirns, Neurone der medialen Habenula des Diencephalons) die neuronale Aktivität steigern. Reizt man z.B. im Hirnschnittpräparat die Umgebung der medialen Habenula elektrisch, so kann man an deren Nervenzellen excitatorische (depolarisierende), postsynaptische Ionenströme registrieren. Diese sind durch den ATP-Antagonisten Suramin-Natrium teilweise zu blockieren. Ähnliche Mechanismen der ATP-Wirkung (Induktion von excitatorischen Membranströmen) sind auch an Glattmuskelzellen aus Gefäßen und Samenleitern, sensorischen Rückenmarksneuronen (Rückenmark), chromaffinen Zellen des Nebennierenmarks (Catecholamine synthetisierende Zellen) und Mikrogliazellen verschiedener Spezies beschrieben. Charakteristisch für all diese Ionenströme ist, daß ihr Umkehrpotential nahe 0 mV liegt und daß sie bei Membranpotentialen negativer als 0 mV einwärts gerichtet sind. Dies führt zur Depolarisation und legt nahe, daß ATP unselektiv kationische Kanäle aktiviert (ATP-Rezeptoren). Die Neurotransmitterwirkung von ATP wird durch eine im synaptischen Spalt aktive Enzymkaskade beendet, die die sukzessive Abspaltung der Phosphatreste unter Bildung von Adenosin katalysiert. Adenosintriphosphatasen.
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Adenosintriphosphat
Adenosintriphosphat (ATP) besteht aus Adenin, Ribose und einer Triphosphat-Einheit mit zwei inneren Phosphorsäureanhydrid-Bindungen. Bei deren enzymatischer Hydrolyse zu Adenosindiphosphat(ADP) und dann weiter zu Adenosinmonophosphat (AMP) wird Bindungsenergie freigesetzt (ΔG°' = freigesetzte Energie unter Normalbedingungen). Die Phosphatgruppen sind in Wirklichkeit räumlich-tetraedrisch, nicht eben-quadratisch aufgebaut.
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