nyckelskillnad – substratnivåfosforylering vs oxidativ fosforylering
Fosforylering är en process som lägger till en fosfatgrupp i en organisk molekyl genom specifika enzymer. Det är en viktig mekanism som uppstår i cellen för att överföra energi eller lagra energi i form av högenergibindningar mellan fosfatgrupper. ATP bildas i celler genom fosforylering. Andra viktiga fosfath altiga föreningar syntetiseras också genom fosforylering. Det finns olika typer av fosforylering. Bland dem är substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering vanliga i celler. Den viktigaste skillnaden mellan fosforylering på substratnivå och oxidativ fosforylering är att vid fosforylering på substratnivå överförs en fosfatgrupp från en fosforylerad förening direkt till ADP eller GDP för att bilda ATP eller GTP utan att involvera andra molekyler medan den i oxidativ fosforylering, tillhandahåller näringsämnen energi för att överföra en fosfatgrupp till ADP och producera högenergi-ATP med hjälp av elektron eller H+ transportsystem.
Vad är substratnivåfosforylering?
Direkt överföring av en fosfatgrupp från ett substrat till ADP för bildning av högenergi-ATP är känt som substratnivåfosforylering. Denna reaktion katalyseras mestadels av enzymkinaserna. Fosfatgruppsgivare donerar direkt eller överför en fosfatgrupp till ADP utan inblandning av en intermediär mellan givaren och ADP. Fosfatgruppen överförs från den första molekylen och tas emot av den andra molekylen. Energin som frigörs under brytningen av fosfatgruppen används för fosforylering av ADP i substratnivåfosforylering, och det är känt som reaktionskoppling. Det kan visas med följande ekvation.
Glykolys är det vanligaste exemplet där ATP syntetiseras via substratnivåfosforylering när två fosfoenolpyruvatmolekyler omvandlas till två pyruvatmolekyler av pyruvatkinasenzym under aeroba eller anaeroba förhållanden. Dessutom produceras ATP under Krebs-cykeln via fosforylering på substratnivå.
Vad är oxidativ fosforylering?
Oxidativ fosforylering är en process som fosforylerar ADP för att syntetisera ATP genom att överföra elektroner längs elektrontransportkedjan i slutskedet av den aeroba andningen. Den använder NADH-elektronbärare och ATP-syntasenzym för bildandet av ATP. Energin produceras från redoxreaktionerna (protongradient), och fosfaterna kommer från poolen av oorganiska fosfater. Oxidativ fosforylering behöver molekylärt syre som den slutliga elektronacceptorn. Därför är oxidativ fosforylering endast möjlig under aeroba förhållanden, och den förekommer i mitokondriernas inre membran. Oxidativ fosforylering är en process som ger ett högre antal ATP i de aeroba organismerna.
Figur 02: Oxidativ fosforylering
Vad är skillnaden mellan substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering?
Substrat Level Fosforylering vs Oxidativ Fosforylering |
|
| Fosforylering på substratnivå överför direkt en fosfatgrupp från substratet (fosforylerad förening) till ADP för att producera ATP. | Oxidativ fosforylering är en process genom vilken energi som frigörs genom kemisk oxidation av näringsämnen används för syntes av ATP. |
| Energianvänd | |
| Energi genereras från en kopplad reaktion för denna process. | Energi som genereras från reaktionen i elektrontransportkedjan används för denna process. |
| Redox Potential | |
| En liten skillnad i redoxpotential genereras i substratnivåfosforylering. | En stor skillnad i redoxpotential genereras för att driva denna fosforylering. |
| Villkor | |
| Detta inträffar under både aeroba och anaeroba förhållanden. | Detta inträffar under aeroba förhållanden. |
| Oxidation of Compounds | |
| Substraten är delvis oxiderade. | Elektrondonatorer är fullständigt oxiderade. |
| Locations | |
| Fosforylering på substratnivå sker i cytosolen och mitokondrierna | Oxidativ fosforylering sker i mitokondrierna. |
| Currence | |
| Detta kan ses i glykolys och Krebs-cykel. | Detta inträffar endast under elektrontransportkedjan. |
| Association med Electron Transport Chain och ATP Synthase | |
| Fosforylering på substratnivå är inte associerad med elektrontransportkedja eller ATP-syntas | Detta är associerat med elektrontransportkedja och ATP-syntas. |
| Involvering av O2 och NADH | |
| Detta använder inte O2 eller NADH för bildandet av ATP. | Detta använder O2 och NADH för att producera ATP. |
Sammanfattning – Fosforylering av substratnivå vs oxidativ fosforylering
Fosforylering på substratnivå är en process som omvandlar ADP till ATP genom direkt överföring av en fosfatgrupp från en fosforylerad förening till ADP. Oxidativ fosforylering använder protongradient (H+ jonkoncentrationsgradient) som genereras i elektrontransportkedjan för att fosforylera ADP till ATP i aeroba organismer. Substratnivåfosforylering kan ses i glykolys och Krebs-cykel. Oxidativ fosforylering kan ses i elektrontransportkedjan. Detta är skillnaden mellan substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering.
