ADP（アデノシン二リン酸）ってどんな物質？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。

ADPとは？

ADP（エーディーピー）は、英語のAdenosine diphosphateから頭文字をとった略称。日本語ではアデノシン二リン酸という名の有機化合物です。生体内では代謝にかかわる重要物質であり、よく似たATPという有機化合物とセットで語られます。

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化合物の名称からは、それがどんな構造の物質であるかが読み取れます。アデノシン二リン酸は名前の通り、アデノシンという物質に2つのリン酸がついた化合物です。

アデノシンとは、リボースという糖に、塩基の一種であるアデニンがついた物質をいいます。ADPはこのアデノシンの、糖の一端にリン酸が結合しているのです。

糖（リボースもしくはデオキシリボース）と塩基、そしてリン酸という3つのパーツからなる化合物はヌクレオチドとよばれます。今回ご紹介しているADPだけでなく、遺伝情報を担う物質として知られるDNAや、タンパク質合成の際にDNAの情報（塩基配列）が写し取られるRNAも、ヌクレオチドがその構成単位となっているのです。ヌクレオチドはいろいろな形で利用されているのですね。

よく似た物質・ATP

さて、ADPについて知るならば、ATPのことにも触れないわけにはいきません。ATPはAdenosine triphosphateの頭文字をとった略称で、これは日本語ではアデノシン三リン酸とよびます。ADPとほとんど同じ構造をしている有機化合物です。

こちらも名前に注目してみましょう。ATPは”二リン酸”ではなく”三リン酸”。つまり、ADPにリン酸を一つ余計につけたものがATPなのです。

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リン酸の数以外に、構造に違いはありません。

生物の体内にはATPがたくさんありますが、ATPがATP分解酵素（ATPアーゼ）のはたらきによって加水分解されることで、ADPと1つのリン酸になります。逆に、ADPとリン酸にATP合成酵素（ATPシンターゼ）がはたらくと、ATPが得られるのです。

この、「ADPからATP」「ATPからADP」という反応が、生体内でのエネルギー代謝に大きくかかわっています。

ADPとエネルギー

高エネルギーリン酸結合

ATPが酵素のはたらきでADPになるとき、放出されるのはリン酸だけではありません。実は、大きなエネルギーもこのとき得られるのです。反対に、ADPとリン酸とつなげてATPにするときは、その分の大きなエネルギーが必要となります。ATPやADPにあるリン酸間の結合を形成するのに使われるのです。

この、大きなエネルギーが出入りするリン酸間の結合を高エネルギーリン酸結合といいます。私たちは「ATPがADPになるとき＝高エネルギーリン酸結合が一つ切れるとき」に放出されるエネルギーを使って、物質の合成や筋肉の収縮などの生命活動を行っているのです。

いいえ、この世の生物はすべてADPとATPを利用したエネルギー代謝を行っているんです。

私たちがごはんを食べたり、からだに貯まった脂肪を分解することで得たエネルギーは、一旦ADPとリン酸からATPをつくるのに使われています。高エネルギーリン酸結合を一つ作るんですね。そのあと、ATPをADPに分解して、生命活動に使うエネルギーを得ているのです。

なお、植物の場合は光合成によってADPからATPをつくり、そのATPを分解するときのエネルギーを使って有機物を作り出しています。

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”エネルギーの通貨”

前述のように、生物は最終的にはATPをエネルギー源とします。なにか生命活動を行うには、ATPが必要で、活動のためにエネルギーを使うとATPは分解され、ADPになってしまう…このような流れを見る中で、ATPを”お金”に例えることがよくあるのです。

「お金さえあればいろいろなものが買えるけど、使うと減る」と「ATPさえあればいろいろな生命活動ができるけど、使うと減る」というイメージをリンクさせ、ATPのことを”エネルギーの通貨”などとよぶことがあります。

せっかくですので、ここで代謝の代表である、好気呼吸と光合成について簡単にみていきましょう。

好気呼吸

ミトコンドリアで行われる、酸素と有機物からエネルギーを取り出す反応を好気呼吸といいます。

好気呼吸の過程は、大きく分けると解糖系、クエン酸回路、電子伝達系の3段階。これらの過程を経て、1つのグルコース分子から38個のATP、6つの二酸化炭素分子、12の水分子を産生します。発生した二酸化炭素を体にとどめておくことができないので、私たちは肺でガス交換をしなくてはいけないのですね。

ここで生み出される38個のATPはもちろん、38個のADPにそれぞれリン酸が一つづつ結合したものです。ADPやリン酸がないと、ATPも作れません。

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光合成

光合成では、まず光エネルギーと水などを利用してATPをつくる、光化学反応1、光化学反応2そして電子伝達系という過程があります。このときに副産物として生じるのが酸素です。

先の過程でできたATPやその他の物質は、次のカルビン・ベンソン回路という過程で利用され、ここで初めて有機物（グルコース）がつくられます。なお、このカルビン・ベンソン回路の過程で必要になるのが二酸化炭素です。全過程をひとまとめにすると、「水と二酸化炭素、光エネルギーから有機物と酸素をつくる反応だ」ということになるんですね。

Daniel Mayer (mav) - original image Vector version by Yerpo 和訳/Japanese translation by UkainoADX - File:Simple photosynthesis overview.svg, CC 表示-継承 4.0, リンクによる