Razmjena energije koja se odvija u svimastanice živog organizma nazivaju se disimilacija. To je skup reakcija razgradnje organskih spojeva, u kojima se oslobađa određena količina energije.
Disimilacija se odvija u dvije ili tri faze, kojeovisi o vrsti živih organizama. Dakle, u aerobima se energetski metabolizam sastoji od pripremne faze, faza bez kisika i kisika. Kod anaeroba (organizama koji su sposobni funkcionirati u okruženju bez kisika), disimilacija ne zahtijeva posljednju fazu.
Završna faza energetskog metabolizma u aerobima završava potpunom oksidacijom. U tom se slučaju razgradnja molekula glukoze događa s stvaranjem energije koja se djelomično troši na stvaranje ATP-a.
Treba napomenuti da se sinteza ATP-a događa uproces fosforilacije, kada je anorganski fosfat vezan za ADP. U ovom se slučaju adenozin trifosforna kiselina sintetizira u mitohondrijima uz sudjelovanje ATP sintaze.
Kakva reakcija nastaje kad se stvori ovaj energetski spoj?
Adenozin difosfat i fosfat se kombiniraju sastvaranje ATP-a i visokoenergetske veze za čije stvaranje treba oko 30,6 kJ / mol. Adenozin trifosfat opskrbljuje stanice energijom, budući da se značajna količina oslobađa tijekom hidrolize visokoenergetskih ATP veza.
Molekularni stroj koji je odgovoran za sintezuATP je specifična sintaza. Ima dva dijela. Jedan od njih nalazi se u membrani i predstavlja kanal kojim protoni ulaze u mitohondrije. To oslobađa energiju, koju hvata drugi strukturni dio ATP-a, nazvan F1. Sadrži stator i rotor. Stator u membrani miruje i sastoji se od delta područja, kao i alfa i beta podjedinica, koje su odgovorne za kemijsku sintezu ATP. Rotor sadrži gama i epsilon podjedinice. Ovaj se dio vrti koristeći energiju protona. Ova sintaza osigurava sintezu ATP ako su protoni iz vanjske membrane usmjereni prema sredini mitohondrija.
Treba napomenuti da kemijske reakcije ustanicu karakterizira prostorni poredak. Produkti kemijske interakcije tvari distribuiraju se asimetrično (pozitivno nabijeni ioni idu u jednom smjeru, a negativno nabijene čestice u drugom smjeru), stvarajući elektrokemijski potencijal na membrani. Sastoji se od kemijske i električne komponente. Treba reći da upravo taj potencijal na površini mitohondrija postaje univerzalni oblik skladištenja energije.
Taj su obrazac otkrili Engleziznanstvenik P. Mitchell. Sugerirao je da tvari nakon oksidacije ne izgledaju poput molekula, već pozitivno i negativno nabijenih iona, koji se nalaze na suprotnim stranama mitohondrijske membrane. Ova pretpostavka omogućila je rasvijetliti prirodu stvaranja visokoenergetskih veza između fosfata tijekom sinteze adenozin trifosfata, kao i formulirati kemiosmotičku hipotezu ove reakcije.
