Adenosintriphosphat (ATP) ist dir vielleicht aus der Biologie als Nukleotid bekannt, das zur DNA- oder RNA-Synthese verwendet wird. Dieses Nukleotid spielt aber auch in vielen anderen Reaktionen des Körpers eine wichtige Rolle, da es als Energielieferant fungieren kann. Es stellt den häufigsten Energielieferanten des Körpers dar und kann aus den anderen Energielieferanten CTP, GTP, UTP und Kreatinphosphat sowie anderen energiereichen Verbindungen regeneriert werden.
Bereits vom Namen Adenosintriphosphates kann ein großer Teil des Aufbaus abgleitet werden. Dabei handelt es sich um die Base Adenin, welche durch eine Pentose (Monosaccarid aus fünf Kohlenstoffatomen) mit drei (tri) Phosphaten verbunden ist. Das Adenin ist über seine Stickstoffgruppe an Stelle 9 mit der Ribose N-glykosidisch verknüpft (eine N-glykosidisch Verknüpfung ist eine Verknüpfung über Stickstoff, der mit N abgekürzt wird).
Wirklich interessant ist die Verknüpfung der Phosphatgruppen, da das erste Phosphat (das sog. α-Phosphat) über eine energiearme Esterbindung an das fünften C-Atom der Ribose gebunden ist, während alle weiteren Phosphate über eine Säureanhydritbindung mit dem vorherigen Phosphat verbunden sind.
Wird die erste Säureanhydritbindung des ATP durch ein Enzym hydrolytisch gespalten, entstehen dabei ADP und ein einzelnes Phosphat und es werden 30 kJ/mol Energie frei. Bei einer weiteren Abspaltung eines Phosphats werden nochmal 30 kJ/mol Energie frei und es entsteht AMP. Auch bei Abspaltung der Esterbindung des letzten Phosphats wird Energie frei, wodurch diesmal aber keine 30 kJ/mol Energie frei werden, sondern nur 9 kJ/mol. Die durch die Spaltungen freiwerdende Energie kann für energieverbrauchende Prozesse im Körper genutzt werden.
NADH spielt bei vielen Stoffwechselvorgängen im Körper eine wichtige Rolle und sollte daher kurz besprochen werden. NADH steht als Abkürzung für Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid. Dieses Molekül klingt zwar sehr kompliziert, ist aber gar nicht so schwer zu verstehen. Der erste Teil – das „Nicotinsäureamid“ – ist das Vitamin Niacin mit einer Aminogruppe. Dieser Teil unseres Moleküls kann am Stickstoff des Sechsrings ein Wasserstoffatom aufnehmen. Durch die Aufnahme von insgesamt zwei Wasserstoffatomen wird aus NAD+ NADH+H+. Auf diesen Schritt kommen wir während der Atmungskette noch einmal zu sprechen. Das Nicotinamid ist noch über eine Ribose und einem Phosphat an einem AMP befestigt (daher kommt „Adenin“ im Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid). Am Ende des Namens steht dann noch „Dinukleotid“, da unser Molekül aus zwei Nukleotiden (Nicotinamid und Adenin) besteht.
Auch FADH2 ist eine Abkürzung und steht für Flavin-Adenin-Dinukleotid. Auch dieses Molekül ist ein Dinukleotid, in dem unsere funktionelle Gruppe (das Riboflavin Vitamin B2) mit einem Adenin verbunden ist. Das Riboflavin selbst ist ein sehr komplexes Molekül. Es besteht aus drei Sechsringen, die Stickstoffe enthalten, wodurch auch das Flavin-Adenin-Dinukleotid zwei Wasserstoffatome binden kann. Auch das FADH2 ist ein essentieller Bestandteil unserer Atmungskette und wird im Abschnitt „Atmungskette“ noch einmal behandelt.
Das Coenzym A ist ein essentieller Bestandteil im Körper des Menschen und erfüllt als Coenzym, wie der Name auch schon vermuten lässt, mit anderen Enzymen zusammen viele verschiedene Aufgaben.
Wird ein Substrat von dem Coenzym A gebunden, dann wird eine energiereiche Thioesterbindung gebildet und das Substrat ist aktiviert. Durch diese Aktivierung kann das Substrat weiter verstoffwechselt werden. Das Coenzym A wird in einigen Stoffwechselwegen, wie z.B. der „Oxidativen Decarboxylierung“, benötigt.