L'ATP utilise l'énergie libre créée par l'hydrolyse pour entraîner des réactions endergoniques par phosphorylation. Le processus de phosphorylation consiste à transférer le phosphate de l'ATP vers une protéine ou une molécule, telle que la pompe sodium-potassium. Le transfert est considéré comme une réaction endergonique car la pompe à protéines absorbe l'énergie de l'ATP.
Le processus commence par une réaction exergonique, car l'énergie est libérée par l'ATP par hydrolyse. Une protéine cellulaire telle que la pompe sodium-potassium utilise ensuite cette énergie pour déplacer les ions à travers une membrane cellulaire, entraînée par la phosphorylation. Dans cet exemple, trois ions sodium sont déplacés hors de la cellule, tandis que deux ions potassium sont déplacés dans la cellule. L'ensemble de ce processus est appelé couplage énergétique, car une réaction exergonique aboutit finalement à une réaction endergonique.
Un autre exemple de couplage énergétique implique l'ATP et le glucose. Dans le métabolisme, l'énergie de l'ATP phosphoryle le glucose, ce qui permet au glucose de travailler avec les enzymes. Une fois phosphorylé, le glucose est converti en fructose à l'aide des enzymes. Ce processus implique également un couplage énergétique car la réaction exergonique de l'ATP conduit à la phosphorylation du glucose, une réaction endergonique.
L'ATP utilise le couplage énergétique car il s'agit d'une molécule très instable. Si l'ATP n'est pas utilisé dans le couplage énergétique, l'énergie gratuite générée par l'hydrolyse est perdue dans l'environnement sous forme de chaleur.
