A foszforilezés egy olyan folyamat, amely foszfátcsoportot ad egy szerves molekulához specifikus enzimek által. Fontos mechanizmus, amely a sejtben átadja az energiát vagy tárolja az energiát nagyfokú kötés formájában a foszfátcsoportok között. Az ATP foszforilációval alakul ki a sejtekben. Más fontos foszfáttartalmú vegyületeket szintén szintetizálnak foszforilezéssel. Különböző típusú foszforilezés létezik. Ezek közül a szubsztrát szintű foszforiláció és az oxidatív foszforiláció gyakori a sejtekben. A fő különbség a szubsztrát szintű foszforiláció és az oxidatív foszforilezés között az a szubsztrát szintű foszforilációban a foszforilezett vegyület foszfátcsoportja közvetlenül van átvitték az ADP-be vagy a GDP-be, hogy ATP-t vagy GTP-t képezzenek, anélkül, hogy más molekulákat bevonnának míg az oxidatív foszforilációban a tápanyagok vagy a vegyi anyagok energiát biztosítanak a foszfátcsoport átviteléhez az ADP-be, és nagy energiájú ATP-t termelnek elektron vagy H segítségével+ közlekedési rendszer.
TARTALOMJEGYZÉK
1. Áttekintés és a legfontosabb különbség
2. Mi a hordozó szintű foszforiláció?
3. Mi az oxidációs foszforiláció?
4. Összehasonlítás - szubsztrát szintű foszforiláció vs. oxidációs foszforilezés
5. Összegzés
A foszfátcsoportnak egy szubsztrátból az ADP-hez történő közvetlen átvitele nagy energiatartalmú ATP kialakulása céljából szubsztrát szintű foszforilációnak nevezzük. Ezt a reakciót nagyrészt az enzim-kinázok katalizálják. A foszfátcsoport-donor közvetlenül foszfátcsoportot adományoz vagy ad át az ADP-hez anélkül, hogy közbenső közreműködés lenne a donor és az ADP között. A foszfátcsoportot átvisszük az első molekulából, és a második molekula veszi át. A foszfátcsoport törése során felszabaduló energiát az ADP foszforilációjához használják a szubsztrát szintű foszforilációban, és ez az úgynevezett reakciókapcsolás. Ezt a következő egyenlettel lehet megmutatni.
A glikolízis a leggyakoribb példa, amikor az ATP-t szubsztrát-szintű foszforilációval állítják elő, amikor két foszfoenol-piruvát-molekulát piruvát-kináz-enzim segítségével aerob vagy anaerob körülmények között két piruvát-molekulává alakítanak. Ezenkívül a Krebs-ciklus során az ATP-k szubsztrát-szintű foszforilezéssel képződnek.
Az oxidatív foszforilezés egy olyan folyamat, amely foszforilálja az ADP-t az ATP szintézisére az elektronok átvitelével az elektronszállító lánc mentén az aerob légzés utolsó szakaszában. NADH elektronhordozókat és ATP szintáz enzimet használ az ATP kialakításához. Az energiát a redox reakciók (proton gradiens) állítják elő, a foszfátok pedig a szervetlen foszfátok medencéből származnak. Az oxidatív foszforilezéshez molekuláris oxigénre van szükség a végső elektronakceptorként. Ezért az oxidatív foszforiláció csak aerob körülmények között lehetséges, és a mitokondriumok belső membránjában fordul elő. Az oxidatív foszforilezés olyan folyamat, amely nagyobb mennyiségű ATP-t eredményez az aerob organizmusokban.
02 ábra: Oxidatív foszforiláció
Szubsztrát szintű foszforiláció vs. oxidációs foszforiláció | |
A szubsztrát szintű foszforiláció közvetlenül továbbítja a foszfátcsoportot a szubsztrátból (foszforilált vegyület) az ADP-be az ATP előállításához. | Az oxidatív foszforiláció egy olyan folyamat, amelynek során a tápanyagok kémiai oxidációja révén felszabaduló energiát felhasználják az ATP szintéziséhez. |
Használt energia | |
Ehhez a folyamathoz kapcsolt reakcióból keletkezik energia. | Ehhez az eljáráshoz az elektronszállító lánc reakciójából származó energiát kell felhasználni. |
Redoxpotenciál | |
A szubsztrát szintű foszforilációjában a redoxpotenciál kis különbsége jön létre. | Nagyon nagy a különbség a redoxpotenciálban a foszforiláció táplálása céljából. |
Körülmények | |
Ez mind aerob, mind anaerob körülmények között fordul elő. | Ez aerob körülmények között fordul elő. |
A vegyületek oxidálása | |
Az aljzatok részben oxidálódnak. | Az elektron donorok teljesen oxidálódtak. |
Helyszínek | |
A szubsztrát szintű foszforiláció a citoszolban és a mitokondriumokban zajlik | Oxidatív foszforiláció történik a mitokondriumokban. |
Esemény | |
Ez látható a glikolízisben és a Krebs-ciklusban. | Ez csak az elektronszállító láncban fordul elő. |
Társulás az elektronszállító lánccal és az ATP szintézissel | |
A szubsztrát szintű foszforilációja nem jár az elektronszállító lánccal vagy az ATP-szintázzal | Ehhez kapcsolódik az elektronszállító lánc és az ATP szintáz. |
Az O2 és a NADH bevonása | |
Ez nem használja az O-t2 vagy NADH az ATP képződéséhez. | Ez O-t használ2 és a NADH az ATP előállítására. |
A szubsztrát szintű foszforiláció egy olyan folyamat, amely az ADP-t átalakítja ATP-ként egy foszfátcsoport közvetlen foszforilált vegyületből ADP-be történő átvitelével. Az oxidatív foszforilezés protongradienst (H+ ionkoncentráció-gradiens), amelyet az elektronszállító láncban generálnak, hogy az ADP-t foszforilálják az ATP-ként aerob organizmusokban. A szubsztrát szintű foszforilációja látható a glikolízisben és a Krebs-ciklusban. Az oxidációs foszforiláció látható az elektronszállító láncban. Ez a különbség a szubsztrát szintű foszforiláció és az oxidatív foszforiláció között.
Referencia:
1.” Szubsztrát szintű foszforiláció. ” Szubsztrát szintű foszforiláció | Nyílt hozzáférésű cikkek | Open Access folyóiratok Konferencia előadások Szerkesztők | Szerzők | Olvasók | tudományos események. N.p., n.d. Web. 2017. április 26.
2. Natacha Bochud-Allemann. “A mitokondriális szubsztrát szintű foszforiláció elengedhetetlen a prociklikus Trypanosoma brucei növekedéséhez.” Journal of Biological Chemistry. N.p., 2002. szeptember 06. Web. 2017. április 26
3. "Szubsztrát-szintű foszforiláció." Wikipedia. Wikimedia Alapítvány, 2017. április 11. Web. 2017. április 26
4. „Oxidatív foszforiláció.” Wikipedia. Wikimedia Foundation, 2017. április 5. Web. 2017. április 26
Kép jóvoltából:
1. „2508 The Electron Transport Chain”, OpenStax College - Anatómia és élettan, Connexions webhely. (CC BY 3.0) a Commons Wikimedia-on keresztül