Adenozin trifosfat
Najznačajnije jedinjenje bogato energijom u ćeliji je adenozin trifosfat, koji po svojoj hemijskoj građi spada u nukleotide. Molekul ATP-a se sastoji od adenina, riboze i tri fosfatne grupe . Dve krajnje fosfatne grupe vezane su kovalentnim vezama koje su bogate energijom (označene su na šemi znakom ~). Kada se te veze razgrade oslobađa se relativno velika količina energije. Kada se iz ATP-a oslobodi jedna krajnja fosfatna grupa nastaje adenozin difosfat (ADP), izdvajanjem još jedne krajnje fosfatne grupe iz ADP nastaje adenozin monofosfat (AMP).
Fosforilacija
Fosfatna grupa koja se oslobodila iz ATP-a ili ADP-a, je bogata energijom i vezujući se za neko jedinjenje ona i njega obogaćuje energijom (proces se naziva fosorilacija). Na taj način se energija iz ATP-a koristi u procesima anabolizma. Obnavljanje (sinteza) ATP-a vrši se vezivanjem fosfatnih grupa prvo za AMP, pri čemu nastaje ADP, a zatim od njega ATP . Ovo je omogućeno parnim reakcijama u kojima su reakcije koje troše energiju (anaboličke), vezane za reakcije koje oslobađaju energiju (kataboličke). Energija koja se oslobađa u katabolizmu koristi se za ponovnu sintezu ATP-a iz ADP-a. Stoga sistem ATP/ADP služi kao univerzalan način za razmenu enrgije, koji se kreće između reakcija u kojima se oslobađa energija i reakcija u kojima se ona troši.
ATP nastaje kao glavni energetski proizvod procesa razgradnje sastojaka hrane procesom oksidacije.. Jedan deo energije koji se otpušta u ovim procesima se sačuva u vidu ATP-a, a ostatak se gubi u vidu toplote. Ovako dobijeni ATP se koristi za vršenje svih oblika rada u ćeliji. Svega oko 1/3 aTP-a troši se za reakcije anabolizma. Ostala količina energije se troši na kretanje, mišićne kontrakcije, transport materija kroz membranu ćelije itd).
