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El término fosfato de alta energía puede tener varios significados; puede referirse directamente a un enlace fosfato-fosfato formado cuando se generan compuestos como la adenosina difosfato o la adenosina trifosfato, o puede referirse a un compuesto que contiene estos enlaces, tales como los nucleósidos difosfato y trifosfato, y a aquellos compuestos que almacenan alta energía en el músculo, los fosfágenos. Cuando se habla del conjunto o pool de fosfatos de alta energía en la célula, se hace referencia al total de compuestos con estos enlaces de alta energía. Muchos compuestos orgánicos con el grupo fosfato, tales como los azúcares fosfato, también se denominan compuestos fosfatados de alta energía (por ejemplo, el fosfoenolpiruvato o el 1,3-bisfosfoglicerato).1
En realidad hay que entender que el término "enlace de alta energía", cuando se refiere a estos enlaces fosfato es un poco equívoco, porque el delta negativo en la energía libre no se debe directamente a la ruptura de estos enlaces, sino a toda la reacción química en conjunto. La ruptura de estos enlaces, como la ruptura de la mayoría de los enlaces, es un proceso endergónico y consume energía en vez de liberarla. Lo que ocurre es que el cambio negativo en la energía libre de Gibbs se debe a que los enlaces formados luego del proceso de hidrólisis (o fosforilación de un residuo por una molécula de ATP) poseen una energía menor a los que estaban presentes antes de la hidrólisis. Esto incluye a todos los enlaces implicados en la reacción, no solo a los enlaces fosfato. Este efecto se debe a diversos factores entre los que se incluyen una estabilización por resonancia y a la solvatación de los productos en relación a los reactivos.
Los enlaces fosfato de alta energía son enlaces pirofosfato, llamados también enlaces anhídrido (o fosfoanhídrido); formados por la captación de derivados del ácido fosfórico. Como consecuencia la hidrólisis de estos enlaces es exergónica en condiciones fisiológicas, liberando energía.