ATP（アデノシン三リン酸, Adenosine Triphosphate）

ATP（アデノシン三リン酸, Adenosine Triphosphate）は、生体内でエネルギーの貯蔵と供給を担う主要な分子である。細胞が生命活動を維持するために必要な「エネルギー」として機能し、代謝反応や細胞活動を支える役割を果たす。

1. 基本構造

ATPは以下の3つの要素で構成される有機化合物である：

• アデニン（窒素を含む塩基）
• リボース（五炭糖）
• リン酸基（3つのリン酸基が直線状に結合）

この構造の特徴として、高エネルギーリン酸結合があり、この結合が切れる際に大量のエネルギーを放出する。

2. ATPの生成

ATPは主に以下の代謝経路で生成される：

2.1 解糖系

• 細胞質で行われる。グルコースがピルビン酸に分解され、少量のATPが生成されます（1分子のグルコースあたり2分子のATP）。

2.2 クエン酸回路（TCA回路）

• ミトコンドリアで行われる代謝反応で、ピルビン酸が完全に分解され、多くのNADHやFADH₂を生成。

2.3 電子伝達系（酸化的リン酸化）

• ミトコンドリアの内膜で行われ、NADHやFADH₂が電子を供給し、最終的に酸素と反応してATPを大量に生成。

3. ATPの役割

ATPは次のような生体活動にエネルギーを供給します：

3.1 化学反応

• 合成反応（例：タンパク質合成、DNA複製）のエネルギー源。
• 代謝反応の推進。

3.2 運動

• 筋肉収縮に必要なエネルギーを供給。
• 微小管やアクチンフィラメントを用いた細胞内輸送。

3.3 イオン輸送

• ナトリウムポンプやカルシウムポンプを駆動し、細胞内外のイオン濃度を維持。

3.4 シグナル伝達

• ATPはサイクリックAMP（cAMP）などのセカンドメッセンジャーの前駆体となり、細胞間シグナル伝達を手助けする。

5. 臨床的意義

• エネルギー不足: ミトコンドリアの機能障害や代謝異常は、ATP供給の不足を引き起こし、疲労や病態（例：筋ジストロフィー、ミトコンドリア病）に繋がる。