Kluczowa różnica - fosforylacja na poziomie substratu a fosforylacja oksydacyjna
Fosforylacja to proces polegający na dodaniu grupy fosforanowej do cząsteczki organicznej przez określone enzymy. Jest to ważny mechanizm zachodzący w komórce w celu przenoszenia energii lub magazynowania energii w postaci wysokoenergetycznych wiązań między grupami fosforanowymi. ATP powstaje w komórkach przez fosforylację. Inne ważne związki zawierające fosforany są również syntetyzowane przez fosforylację. Istnieją różne rodzaje fosforylacji. Wśród nich fosforylacja na poziomie substratu i fosforylacja oksydacyjna są powszechne w komórkach. Kluczowa różnica między fosforylacją na poziomie substratu a fosforylacją oksydacyjną polega na tym, że w fosforylacji na poziomie substratu grupa fosforanowa ze związku fosforylowanego jest bezpośrednio przenoszona do ADP lub GDP w celu utworzenia ATP lub GTP bez angażowania innych cząsteczek podczas fosforylacji oksydacyjnej,składniki odżywcze lub chemikalia dostarczają energii do przeniesienia grupy fosforanowej do ADP i produkcji wysokoenergetycznego ATP za pomocą elektronu lub H+ system transportowy.
SPIS TREŚCI
1. Przegląd i kluczowe różnice
2. Co to jest fosforylacja na poziomie substratu
3. Co to jest fosforylacja oksydacyjna
4. Porównanie obok siebie - fosforylacja na poziomie substratu a fosforylacja oksydacyjna
5. Podsumowanie
Co to jest fosforylacja na poziomie podłoża?
Bezpośrednie przeniesienie grupy fosforanowej z substratu do ADP w celu wytworzenia ATP o wysokiej energii jest znane jako fosforylacja na poziomie substratu. Ta reakcja jest w większości katalizowana przez kinazy enzymatyczne. Donor grupy fosforanowej bezpośrednio przekazuje lub przenosi grupę fosforanową do ADP bez udziału pośrednika między dawcą a ADP. Grupa fosforanowa jest przenoszona z pierwszej cząsteczki i odbierana przez drugą cząsteczkę. Energia uwolniona podczas rozpadu grupy fosforanowej jest wykorzystywana do fosforylacji ADP w fosforylacji na poziomie substratu i jest znana jako sprzęganie reakcyjne. Można to pokazać za pomocą następującego równania.
Glikoliza jest najczęstszym przykładem, w którym ATP jest syntetyzowany poprzez fosforylację na poziomie substratu, gdy dwie cząsteczki fosfoenolu pirogronianu są przekształcane w dwie cząsteczki pirogronianu przez enzym kinazy pirogronianowej w warunkach tlenowych lub beztlenowych. Co więcej, podczas cyklu Krebsa ATP są wytwarzane poprzez fosforylację na poziomie substratu.
Co to jest fosforylacja oksydacyjna?
Fosforylacja oksydacyjna to proces, który fosforyluje ADP w celu syntezy ATP poprzez przenoszenie elektronów wzdłuż łańcucha transportu elektronów na końcowym etapie oddychania tlenowego. Wykorzystuje nośniki elektronów NADH i enzym syntazy ATP do tworzenia ATP. Energia jest wytwarzana w reakcjach redoks (gradient protonów), a fosforany pochodzą z puli nieorganicznych fosforanów. Fosforylacja oksydacyjna wymaga tlenu cząsteczkowego jako końcowego akceptora elektronów. Stąd fosforylacja oksydacyjna jest możliwa tylko w warunkach tlenowych i zachodzi w wewnętrznej błonie mitochondriów. Fosforylacja oksydacyjna jest procesem, który daje wyższą liczbę ATP w organizmach tlenowych.
Rysunek 02: Fosforylacja oksydacyjna
Jaka jest różnica między fosforylacją na poziomie substratu a fosforylacją oksydacyjną?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Fosforylacja na poziomie substratu a fosforylacja oksydacyjna |
|
| Fosforylacja na poziomie substratu bezpośrednio przenosi grupę fosforanową z substratu (związku fosforylowanego) do ADP w celu wytworzenia ATP. | Fosforylacja oksydacyjna to proces, w którym energia uwolniona podczas chemicznego utleniania składników odżywczych jest wykorzystywana do syntezy ATP. |
| Zużyta energia | |
| Energia jest generowana w wyniku sprzężonej reakcji w tym procesie. | Do tego procesu wykorzystywana jest energia pochodząca z reakcji łańcucha transportu elektronów. |
| Potencjał redoks | |
| Niewielka różnica potencjału redoks jest generowana w fosforylacji na poziomie substratu. | Generowana jest duża różnica w potencjale redoks, aby zasilić tę fosforylację. |
| Warunki | |
| Dzieje się tak zarówno w warunkach tlenowych, jak i beztlenowych. | Dzieje się tak w warunkach tlenowych. |
| Utlenianie związków | |
| Podłoża są częściowo utlenione. | Donory elektronów są całkowicie utlenione. |
| Lokalizacje | |
| Fosforylacja na poziomie substratu zachodzi w cytozolu i mitochondriach | Fosforylacja oksydacyjna zachodzi w mitochondriach. |
| Występowanie | |
| Można to zobaczyć w glikolizie i cyklu Krebsa. | Dzieje się tak tylko podczas łańcucha transportu elektronów. |
| Powiązanie z łańcuchem transportu elektronów i syntezą ATP | |
| Fosforylacja na poziomie substratu nie jest związana z łańcuchem transportu elektronów ani syntazą ATP | Jest to związane z łańcuchem transportu elektronów i syntazą ATP. |
| Zaangażowanie O2 i NADH | |
| To nie wykorzystuje O 2 ani NADH do tworzenia ATP. | To wykorzystuje O 2 i NADH do produkcji ATP. |
Podsumowanie - Fosforylacja na poziomie substratu a fosforylacja oksydacyjna
Fosforylacja na poziomie substratu to proces, który przekształca ADP w ATP przez bezpośrednie przeniesienie grupy fosforanowej ze związku fosforylowanego do ADP. Fosforylacja oksydacyjna wykorzystuje gradient protonów (gradient stężenia jonów H +) generowany w łańcuchu transportu elektronów do fosforylacji ADP do ATP w organizmach tlenowych. Fosforylację na poziomie substratu można zaobserwować w glikolizie i cyklu Krebsa. Fosforylację oksydacyjną można zaobserwować w łańcuchu transportu elektronów. Jest to różnica między fosforylacją na poziomie substratu a fosforylacją oksydacyjną.
