Hidrólisis de ATP y energía libre

Molécula de ATP y su hidrólisis a ADP + Pi:

Se puede representar así: A-P~P~P

Donde “~” son los enlaces anhídrido de ácido, que son de alta energía. En la hidrólisis del ATP se está hidrolizando uno de esos enlaces anhídrido de ácido. Esto libera gran energía, concretamente 7'7kcal/mol. Es decir:

ΔG = -7,7 kcal/mol

Es una reacción muy exergónica.

Así se comprende que el ATP tiene tendencia a hidrolizarse de forma natural y liberar energía.

Tendencias a la hidrólisis del ATP

1. Energía de estabilización por resonancia: debido a la distinta electronegatividad entre el P y el O, existe un desplazamiento de los electrones de los dobles enlaces hacia el O. En el enlace doble tienen cierto carácter de sencillo y viceversa. La energía de estabilización por resonancia es más alta en los productos de hidrólisis que en el ATP. Esto se debe fundamentalmente a que los electrones π de los oxígenos puente entre los P son fuertemente atraídos por los grupos fosfóricos.
   La competencia por los electrones π crea una tensión en la molécula; ésta es evidentemente menor (o está ausente) en los productos de hidrólisis. Por lo tanto, hay mayor energía de estabilización por resonancia en los productos de hidrólisis.
2. Tensión eléctrica: entre las cargas negativas vecinas existente en el ATP (menor en productos de hidrólisis).
   
3. Solvatación: la tendencia natural es hacia una mayor solvatación.(mayor en productos de hidrólisis que en el ATP).

Debido a que la energía libre estándar de hidrólisis es una medida de la diferencia entre la energía libre de los productos y la de los reaccionantes, la respuesta a esta cuestión reside en las propiedades de los productos y de los reaccionantes. Los híbridos en resonancia son más estables (contienen menos energía libre) que lo que indican sus estructuras formales; se estabilizan por una cantidad de energía llamada energía de estabilización por resonancia. Los grupos fosfato del ATP, al ADP y el AMP, así como de otros diversos compuestos fosforilados son todos híbridos en resonancia, que se estabilizan mediante cantidades diferentes de energía de resonancia, las cuales dependen de la configuración electrónica de los grupos funcionales adyacentes. Cuando tales compuestos se hidrolizan se produce un cambio significativo en la energía de resonancia que se refleja de diferentes modos.

Referencias
Lehninger, Albert L. "Bioquímica" Ed. Omega, S. A. 15a ed. Barcelona, 1991. pp. 411, 412.

http://www.quimica.es/enciclopedia/es/Adenos%C3%ADn_trifosfato/