Qu'est-ce que l'ATP ou Adénosine Triphosphate?
L’ adénosine triphosphate (ATP) est une molécule vitale pour le fonctionnement de toute cellule vivante. On peut la considérer comme une sorte de “batterie” chimique qui stocke et fournit de l’énergie aux cellules en fonction de leurs besoins.
L’ATP ou Adénosine triphosphate est composé:
- d’une base appelée adénosine (composée d’une molécule de ribose liée à une molécule d’adénine) tel que décrit sur la formule chimique ci-contre;
- relié à un groupe de trois molécules de phosphate reliés entre eux par des liens d’énergie élevée. Lorsque l’un de ces liens est brisé ou clivé, une grande quantité d’énergie est libérée.
Aucune cellule morte ne produit de l’ATP, qui se dégrade rapidement dans les cellules mortes par l’action d’enzymes présentes dans la cellule ou dans l’environnement dégradant l’ATP .
Cette caractéristique des cellules vivantes qui seules produisent de l’ATP est exploité: pour discriminer les cellules vivantes des mortes, en détectant leur ATP.
A une exception près: certains microorganismes exposées à certaines longueur d’onde d’UV qui endommage l’ADN sans endommager la membrane microbienne, conservent leur ATP intra-cellulaire. Cependant dans ce cas la teneur en ATP reste constante sans aucun accroissement, car il n’y a plus de production d’ATP.
Même dans ce cas la cellule microbienne va se dégrader et libérer à un moment donné son ATP intracellulaire ou le dégrader.
Une fois que l’ATP a libéré son énergie par bioluminescence, elle devient adénosine monophosphate (AMP) avec un seul groupe phosphate.
La bioluminescence d'ATP détecte l'adénosine triphosphate.
Qu’est-ce que la bioluminescence à l’ATP et comment est-elle produite ? Toute cellule vivante produit de l’ATP (adénosine triphosphate) dans sa cellule.
L’ATP détecté par bioluminescence de l’Atp peut être:
- soit de l’ATP libre libéré de cellules endommagées ou mortes
- soit de l’adénosine triphosphate libéré des cellules par lyse de ces cellules au moment de l’analyse.
Comment analyse-t-on l'adénosine triphosphate ou ATP?
Lorsque l’ATP est libéré par une cellule et mélangé à un complexe (ou un mélange) comprenant un substrat la luciférine et une enzyme la luciférase, il se produit une réaction lumineuse, on parle alors d’une réaction de bioluminescence de l’ATP.
Cette réaction de bioluminescence est la même que le processus biochimique qui permet à la luciole de produire de la lumière froide.
La luciférine sert de substrat pour la réaction de bioluminescence déclenchée par l’enzyme luciférase qui clive (enlève des composants de) la molécule d’adénosine triphosphate notamment deux groupes phosphates si la réaction de bioluminescence est complète.
Une fois l’ATP devenu AMP elle ne peut plus produire de bioluminescence.
Une réaction de bioluminescence de l'ATP en deux étapes
La bioluminescence de l’ATP se produit en deux étapes.
Au cours de la première phase, la luciférine interagit avec l’ATP en présence d’ions magnésium (Mg++) et de la luciférase pour produire du luciféryl adénylate (combinaison de luciférine et d’adénosine monophosphate), du diphosphate ou du pyrophosphate (PPi) et du CO2.
luciférine + ATP ————-> luciféryl adénylate + PPi + CO2
Dans la deuxième phase, toujours en présence de la luciférase, le luciféryl adénylate réagit avec de l’oxygène pour former un groupe peroxyde transitoire (R-O-O-R) extrêmement instable dans le luciféryl adénylate. Lorsque ce groupe se rompt, il excite l’ensemble et provoque l’émission de lumière.
luciféryl adénylate + O2 ————-> oxyluciférine + AMP + lumière
Bioluminescence d'ATP proportionnelle à sa concentration microbienne?
Cette réaction de bioluminescence ATP est théoriquement proportionnelle à la population fongique ou de bactéries viables et devrait permettre de quantifier le niveau de concentration de ces flores dans:
- l’eau potable, de process
- les eaux résiduaires
- les eaux de ballast
- l’air
- les surfaces
- les carburants
- les boissons.
- et pour le contrôle des désinfections.
Cependant, les méthodes classiques de test de l’Atp, ou d’Atpmétrie, en particulier les kits d’Atp-métrie de 1ère et de 2nde génération font face à des problèmes techniques dont certains sont insurmontables.
Pour comprendre pourquoi, consultez notre page sur les problèmes non résolus de bioluminescence de l’Atp des kits d’Atpmétrie de 1ère génération et de 2ème génération.
Comment la bioluminescence de l'ATP est-elle mesurée?
Un bioluminomètre mesure l’intensité de la réaction luminescente. Les valeurs affichées souvent par un écran LCD du bioluminomètre sont exprimées en URL (unités de lumière relative de lumière en français) ou RLU en anglais(Relative Light Units).
Il existe différents types et modèle de bioluminomètres. Il existe des modèles de paillasse de laboratoire mais aussi des luminomètres portable.
Certains kits d’analyse d’ATP ou d’Atp-métrie sont moins sensibles que d’autres en fonction:
- de la sensibilité du détecteur du luminomètre
- de la sensibilité de leurs consommables et réactifs aux substances inhibitrices présentes dans certains échantillons
- et de leur capacité à libérer l’ATP intracellulaire de différentes cellules ou non.
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