ATPとADPってどんな物質？はたらきは？現役講師がわかりやすく解説！

ライター／小野塚ユウ

生物学を中心に幅広く講義をする理系現役講師。大学時代の長い研究生活で得た知識をもとに日々奮闘中。「楽しくわかりやすい科学の授業」が目標。

ATPとADP

ATPとADP、これはいずれも生物の体内で重要なはたらきをしている分子です。ATP（adenosine triphosphate）は日本語で「アデノシン三リン酸」、ADP（adenosine diphosphate）は「アデノシン二リン酸」といいます。”アデノシン”という化合物に、3つのリン酸がついたものがATP、2つのリン酸がついたものがADPです。

リン酸の数以外は基本的な構造が共通している、姿がそっくりの有機化合物といえます。

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そうなんです！せっかくなので、少し言葉の勉強もしておきましょう。

ATPの”T”はtriphosphateからきていますが、”tri-”は”3つ”や”3倍”を意味しています。triangle（トライアングル＝三角形）やtriple（トリプル＝3つの）などの英単語と関連していますね。ADPの”D”はdiphosphateから。”di-”は”2つ”や”2倍”を意味する接頭語です。ギリシャ語に由来しており、わかりやすい英単語にはなかなか関連を見出すことができませんが、化学の世界ではよくつかわれます。例えば、diethyl ether（ジエチルエーテル）は、2つのエチル基がエーテル結合した有機化合物です。

アデノシンとは？

アデノシンは、アデニンと糖の一種であるリボースが結合した化合物のことをさします。アデニンはプリン環という構造をもった有機化合物の一種。DNAやRNAの構成要素であるヌクレオチドに含まれる”塩基”というパーツの一種として知られています。

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そう。ATPとADPは、とくにRNAのヌクレオチドにそっくりなんです。糖の種類（リボース）が同じで、リン酸も同じ。塩基もアデニンという共通の物質なのですから。大きな違いはリン酸の数です。RNAのヌクレオチドはリン酸を一つしか結合していません。また、RNAはたくさんのヌクレオチドがリン酸と糖の間で結合し、長い鎖のようになっています。

エネルギーとATP、ADP

それでは、ATPとADPとエネルギー、代謝についてさくっと確認していきましょう。

ATPが酵素のはたらきによって加水分解されると、リン酸が一つとれてADPになります。重要なのは、この反応がおきるときにエネルギーが放出されるという点です。リン酸同士を結合させるには大きなエネルギーが必要であり、逆にリン酸同士の結合を切るときにはその分のエネルギーが放出されます。このことから、ATPやADPにみられるリン酸間の結合を、生化学ではとくに「高エネルギーリン酸結合」とよんでいるのです。これはテストなどでよく出題されるキーワードなので覚えておきましょう。

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生物は、光合成や食事によって得たエネルギーを直接使っているわけではありません。得られたエネルギーで、まずはADPとリン酸からATPをつくります。そして、一旦つくったATPを加水分解するときに放出されるエネルギーを、運動時の筋肉の収縮などの生命活動に利用しているのです。

「大きなエネルギー」と表現しましたが、ATPがADPとリン酸に分解されるときに放出されるエネルギーはどれくらいか、ご存じですか？1molのATPが加水分解されるときに生じる熱エネルギーは約31kJ（標準状態のとき）という値が知られています。

”エネルギーの通貨”

ATPを分解すると、エネルギーが放出される。この時のエネルギーは様々な生命活動に使われます。筋肉の収縮のほか、新しい細胞のためのタンパク質などを合成するにもエネルギーが必要です。変わったところでは、ホタルの発光（生物発光）なども生じさせます。

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ATPさえあれば、それを使っていろいろな生命活動ができる…これを「お金さえあればいろいろなものが買える」という考え方に見立てて、ATPを”エネルギーの通貨”とよぶことがあるんです。

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なんだか冗談のような言い回しですよね。ですが、生物の代謝を学んでいくと、これが実に的を得た言葉であることが実感できるのだから不思議です。

おまけ：AMPというものもある

高校生物の教科書にはほとんど出てきませんが、AMP（adenosine monophosphate）という分子も存在します。AMPは日本語で「アデノシン一リン酸」（もしくはアデニル酸）です。もうお分かりですね？AMPはアデノシンに1つのリン酸がついた有機化合物にほかなりません。

生物の体内で、AMPは少し構造を変えたcAMP（cyclic adenosine monophosphate：勘定アデノシン一リン酸）という姿で存在しています。このcAMPも、形や機能は違えど、からだの中で需要な役割をはたしている物質なんです。

代謝の中のATPとADP

ATPとADPの違いや役割について、理解が深まったでしょうか？呼吸や光合成の代謝経路を学習するときにも、これらの物質は必ず登場しますので、しっかりと覚えておきたいですね。

高校で生物基礎を勉強している皆さんであれば、ATPとADPの構造、そしてそれが代謝の中でどのように利用されるかが説明できるようになっておきましょう。”高エネルギーリン酸結合”という単語も重要ですので、忘れないように！

この記事の目次

ATPとADP

アデノシンとは？

エネルギーとATP、ADP

”エネルギーの通貨”

おまけ：AMPというものもある

代謝の中のATPとADP

ATPとADPってどんな物質？はたらきは？現役講師がわかりやすく解説！

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ATPとADP