「疲れた…」
奏が机に突っ伏した。
「ATPが切れたね」ミリアが笑った。
「ATP？」
「アデノシン三リン酸。生命のエネルギー通貨」
零が付け加えた。「君の筋肉が動くのも、神経が信号を伝えるのも、全てATPのおかげだ」
奏が顔を上げた。「そんなに重要なんですか？」
「生命の根幹」ミリアが真剣な顔をした。「ATPがなければ、数秒で生命活動が停止する」
零が分子構造を描いた。「アデニン、リボース、三つのリン酸基」
「この三つ目のリン酸が切れる時、エネルギーが放出される」
「どのくらい？」奏が聞く。
「約30.5 kJ/mol。標準条件で」
ミリアが補足した。「でも、細胞内の条件では、もっと大きい。約50 kJ/mol」
「なぜ？」
「ATP、ADP、リン酸の濃度が、標準状態とは違うから」
零が説明を加えた。「平衡が大きくADP側に偏っている。だから、エネルギー放出が大きい」
奏が考え込んだ。「でも、どうやってそのエネルギーを使うんですか？」
「エネルギー共役」ミリアが答えた。「発エルゴン反応と吸エルゴン反応を組み合わせる」
「発エルゴン？」
「エネルギーを放出する反応。ATPの加リン酸分解はその一つ」
零が図を描いた。「吸エルゴン反応は、エネルギーを必要とする。タンパク質合成、筋収縮、能動輸送」
「これらを、ATPの分解と共役させる」
ミリアが具体例を出した。「グルコースをリン酸化する反応。単独では進まない」
「でも、ATPがリン酸基を渡せば、反応が進む」
「Glucose + Pi → Glucose-6-phosphate ΔG = +13.8 kJ/mol ATP → ADP + Pi ΔG = -30.5 kJ/mol 合計 ΔG = -16.7 kJ/mol」
奏が理解した。「マイナスになるから、反応が進む」
「そう。これがエネルギー共役の原理」
零が付け加えた。「酵素が二つの反応を一つにまとめる。ヘキソキナーゼという酵素だ」
ミリアが別の角度から説明した。「ATPは、なぜ高エネルギーなの？」
「良い質問」零が頷いた。「いくつかの理由がある」
「静電反発。三つのリン酸基は、全て負電荷。お互いに反発する」
「共鳴安定化。ADP とリン酸は、ATPより多くの共鳴構造を持つ」
「溶媒和。分解生成物の方が、水和されやすい」
奏が驚いた。「そんなに複雑なんですね」
「エネルギーは、単純な概念じゃない」ミリアが言った。
零が質問した。「でも、ATPはどうやって再生されるの？」
「呼吸」ミリアが答えた。「ミトコンドリアで、絶え間なく作られている」
「グルコース一分子から、約30個のATPができる」
奏が計算した。「すごい効率」
「でも、完璧じゃない」零が認めた。「約40パーセントの効率。残りは熱になる」
ミリアが付け加えた。「だから、私たちの体は温かい」
奏が自分の手を見た。「今も、ATPが作られてる？」
「毎秒、何百万分子も」
零が静かに言った。「人間は一日に、自分の体重と同じくらいのATPを作って消費する」
「えっ！」奏が驚いた。
「リサイクルされるから、実際に持っているATPは少ない。でも、回転が速い」
ミリアが真剣な顔をした。「ATPが切れたら、本当に終わり」
「虚血、低酸素。ATPが作れなくなると、細胞は死ぬ」
奏が深呼吸した。「だから、息を吸うんですね」
「そう。酸素は、ATP合成に不可欠」
零が付け加えた。「シアン化物が毒なのは、ATP合成を止めるから」
ミリアがつぶやいた。「生命は、ATPの流れ」
「作られ、使われ、また作られる。この循環が止まらない限り、生命は続く」
奏が立ち上がった。「じゃあ、エネルギーを補給しないと」
「お菓子を食べる？」ミリアが笑った。
「それがグルコースになって、ATPになる」
零が静かに言った。「君の疲労感も、ATPの枯渇の合図だ」
「でも、すぐに回復する。それが生命の強さだ」
三人は、見えないエネルギーの流れについて、静かに考えた。
ATP。切れる前に、また作られる。永遠の循環。