ATP nutzt durch Hydrolyse erzeugte freie Energie, um endergonische Reaktionen durch Phosphorylierung voranzutreiben. Der Phosphorylierungsprozess beinhaltet die Übertragung des Phosphats von ATP auf ein Protein oder Molekül, wie die Natrium-Kalium-Pumpe. Der Transfer wird als endergonische Reaktion angesehen, da die Proteinpumpe Energie von ATP absorbiert.
Der Prozess beginnt mit einer exergonischen Reaktion, bei der Energie durch ATP durch Hydrolyse freigesetzt wird. Ein Zellprotein wie die Natrium-Kalium-Pumpe nutzt diese Energie dann, um Ionen durch eine Zellmembran zu bewegen, angetrieben durch Phosphorylierung. In diesem Beispiel werden drei Natriumionen aus der Zelle herausbewegt, während zwei Kaliumionen in die Zelle transportiert werden. Dieser gesamte Prozess wird als Energiekopplung bezeichnet, da eine exergonische Reaktion letztendlich zu einer endergonischen Reaktion führt.
Ein weiteres Beispiel für die Energiekopplung umfasst ATP und Glukose. Im Stoffwechsel phosphoryliert die Energie aus ATP Glukose, wodurch Glukose mit Enzymen arbeiten kann. Nach der Phosphorylierung wird Glucose mit Hilfe der Enzyme in Fructose umgewandelt. Dieser Prozess beinhaltet auch eine Energiekopplung, da die exergonische Reaktion von ATP zur Phosphorylierung von Glucose führt, einer endergonischen Reaktion.
ATP nutzt Energiekopplung, weil es ein sehr instabiles Molekül ist. Wird bei der Energiekopplung kein ATP verwendet, geht die durch die Hydrolyse erzeugte freie Energie als Wärme an die Umgebung verloren.
