Energimetabolisme, som foregår i alle celler i en levende organisme, kalles dissimilering. Det er et sett med dekomponeringsreaksjoner av organiske forbindelser, der en viss mengde energi frigjøres.
Dissimilering skjer i to eller tre stadier, avhengig av typen levende organismer. Så i aerobe består energimetabolismen av forberedende, oksygenfrie og oksygenstadier. Hos anaerobe (organismer som er i stand til å fungere i et anoksisk miljø), krever ikke dissimilering det siste trinnet.
Det siste stadiet av energimetabolismen i aerobe ender med fullstendig oksidasjon. I dette tilfellet skjer nedbrytningen av glukosemolekyler med dannelsen av energi, som delvis går til dannelsen av ATP.
Det er verdt å merke seg at ATP-syntese skjer i prosessen med fosforylering, når uorganisk fosfat tilsettes ADP. Samtidig syntetiseres adenosintrifosforsyre i mitokondrier med deltagelse av ATP-syntase.
Hvilken reaksjon skjer når denne energiforbindelsen dannes?
Adenosindifosfat og fosfat kombineres for å danne ATP og en makroergisk binding, hvis dannelse tar ca. 30,6 kJ /mol. Adenosintrifosfat gir cellene energi, siden en betydelig mengde av det frigjøres under hydrolysen av nettopp de makroerge bindingene til ATP.
Den molekylære maskinen som er ansvarlig for syntesen av ATP, er en spesifikk syntase. Den består av to deler. En av dem er plassert i membranen og er en kanal der protoner kommer inn i mitokondriene. Dette frigjør energi, som fanges opp av en annen strukturell del av ATP k alt F1. Den inneholder en stator og en rotor. Statoren i membranen er fast og består av et deltaområde, samt alfa- og beta-underenheter, som er ansvarlige for den kjemiske syntesen av ATP. Rotoren inneholder gamma så vel som epsilon underenheter. Denne delen spinner ved å bruke energien til protoner. Denne syntasen sikrer syntesen av ATP hvis protonene fra den ytre membranen rettes mot midten av mitokondriene.
Det skal bemerkes at kjemiske reaksjoner i cellen er preget av romlig orden. Produktene av kjemiske interaksjoner av stoffer er fordelt asymmetrisk (positivt ladede ioner går i én retning, og negativt ladede partikler går i den andre retningen), og skaper et elektrokjemisk potensial på membranen. Den består av en kjemisk og en elektrisk komponent. Det skal sies at det er dette potensialet på overflaten av mitokondrier som blir den universelle formen for energilagring.
Dette mønsteret ble oppdaget av den engelske forskeren P. Mitchell. Han foresloat stoffer etter oksidasjon ikke ser ut som molekyler, men positivt og negativt ladede ioner, som befinner seg på hver sin side av mitokondriemembranen. Denne antakelsen gjorde det mulig å belyse arten av dannelsen av makroerge bindinger mellom fosfater under syntesen av adenosintrifosfat, samt å formulere den kjemismotiske hypotesen for denne reaksjonen.
