Kľúčový rozdiel - fosforylácia na úrovni substrátu vs. oxidačná fosforylácia
Fosforylácia je proces, ktorý pomocou špecifických enzýmov pridáva fosfátovú skupinu do organickej molekuly. Je to dôležitý mechanizmus, ktorý sa v bunke vyskytuje na prenos energie alebo jej ukladanie vo forme vysoko energetických väzieb medzi fosfátovými skupinami. ATP sa vytvára v bunkách fosforyláciou. Fosforyláciou sa syntetizujú aj ďalšie dôležité zlúčeniny obsahujúce fosfáty. Existujú rôzne typy fosforylácie. Medzi nimi je v bunkách bežná fosforylácia na úrovni substrátu a oxidačná fosforylácia. Kľúčový rozdiel medzi fosforyláciou na úrovni substrátu a oxidatívnou fosforyláciou je ten, že pri fosforylácii na úrovni substrátu sa fosfátová skupina z fosforylovanej zlúčeniny priamo prenáša na ADP alebo GDP za vzniku ATP alebo GTP bez zapojenia ďalších molekúl pri oxidatívnej fosforylácii,živiny alebo chemikálie poskytujú energiu na prenos fosfátovej skupiny na ADP a produkujú vysokoenergetické ATP pomocou elektrónu alebo H+ dopravný systém.
OBSAH
1. Prehľad a hlavný rozdiel
2. Čo je fosforylácia na úrovni substrátu
3. Čo je to oxidačná fosforylácia
4. Porovnanie vedľa seba - fosforylácia na úrovni substrátu vs. oxidačná fosforylácia
5. Zhrnutie
Čo je fosforylácia na úrovni substrátu?
Priamy prenos fosfátovej skupiny zo substrátu do ADP na tvorbu vysokoenergetického ATP je známy ako fosforylácia na úrovni substrátu. Táto reakcia je väčšinou katalyzovaná enzýmami kinázami. Darca fosfátovej skupiny priamo daruje alebo prevádza fosfátovú skupinu na ADP bez zapojenia medziproduktu medzi darcom a ADP. Fosfátová skupina sa prenáša z prvej molekuly a prijíma ju druhá molekula. Energia uvoľnená počas rozpadu fosfátovej skupiny sa používa na fosforyláciu ADP pri fosforylácii na úrovni substrátu a je známa ako reakčná väzba. Môže to byť znázornené nasledujúcou rovnicou.
Glykolýza je najbežnejším príkladom, keď sa ATP syntetizuje fosforyláciou na úrovni substrátu, keď sa dve molekuly fosfoenolpyruvátu konvertujú na dve molekuly pyruvátu enzýmom pyruvátkinázy za aeróbnych alebo anaeróbnych podmienok. Okrem toho sa počas Krebsovho cyklu ATP produkujú fosforyláciou na úrovni substrátu.
Čo je oxidačná fosforylácia?
Oxidačná fosforylácia je proces, ktorý fosforyluje ADP na syntézu ATP prenosom elektrónov pozdĺž elektrónového transportného reťazca v konečnej fáze aeróbneho dýchania. Na tvorbu ATP využíva nosiče elektrónov NADH a enzým ATP syntázu. Energia sa vyrába z redoxných reakcií (protónový gradient) a fosfáty pochádzajú z poolu anorganických fosfátov. Oxidačná fosforylácia vyžaduje ako konečný akceptor elektrónov molekulárny kyslík. Oxidačná fosforylácia je preto možná iba za aeróbnych podmienok a vyskytuje sa vo vnútornej membráne mitochondrií. Oxidačná fosforylácia je proces, pri ktorom sa v aeróbnych organizmoch získava vyšší počet ATP.
Obrázok 02: Oxidačná fosforylácia
Aký je rozdiel medzi fosforyláciou na úrovni substrátu a oxidačnou fosforyláciou?
Rozdielny článok v strede pred tabuľkou
Fosforylácia na úrovni substrátu vs. oxidačná fosforylácia |
|
| Fosforylácia na úrovni substrátu priamo prenáša fosfátovú skupinu zo substrátu (fosforylovanú zlúčeninu) do ADP za vzniku ATP. | Oxidačná fosforylácia je proces, pri ktorom sa energia uvoľnená chemickou oxidáciou živín využíva na syntézu ATP. |
| Použitá energia | |
| Energia sa pre tento proces vyrába spojenou reakciou. | Na tento proces sa používa energia generovaná reakciou reťazca transportu elektrónov. |
| Redoxný potenciál | |
| Pri fosforylácii na úrovni substrátu sa vytvára malý rozdiel redoxného potenciálu. | Na napájanie tejto fosforylácie sa vytvára veľký rozdiel v redox potenciáli. |
| Podmienky | |
| K tomu dochádza za aeróbnych aj anaeróbnych podmienok. | K tomu dochádza za aeróbnych podmienok. |
| Oxidácia zlúčenín | |
| Substráty sú čiastočne oxidované. | Darcovia elektrónov sú úplne oxidovaní. |
| Umiestnenia | |
| Fosforylácia na úrovni substrátu sa vyskytuje v cytosóle a mitochondriách | V mitochondriách dochádza k oxidatívnej fosforylácii. |
| Výskyt | |
| Je to vidieť na glykolýze a Krebsovom cykle. | K tomu dochádza iba počas reťazca transportu elektrónov. |
| Asociácia s elektrónovým transportným reťazcom a ATP syntázou | |
| Fosforylácia na úrovni substrátu nie je spojená s elektrónovým transportným reťazcom alebo ATP syntázou | To je spojené s reťazcom transportu elektrónov a ATP syntázou. |
| Zapojenie O2 a NADH | |
| Toto nepoužíva O 2 alebo NADH na tvorbu ATP. | Na výrobu ATP sa používa O 2 a NADH. |
Zhrnutie - fosforylácia na úrovni substrátu vs oxidačná fosforylácia
Fosforylácia na úrovni substrátu je proces, ktorý prevádza ADP na ATP priamym prenosom fosfátovej skupiny z fosforylovanej zlúčeniny na ADP. Oxidačná fosforylácia využíva protónový gradient (gradient koncentrácie iónov H +) generovaný v reťazci transportu elektrónov na fosforyláciu ADP na ATP v aeróbnych organizmoch. Fosforyláciu na úrovni substrátu možno pozorovať pri glykolýze a Krebsovom cykle. Oxidačnú fosforyláciu možno pozorovať v reťazci transportu elektrónov. To je rozdiel medzi fosforyláciou na úrovni substrátu a oxidatívnou fosforyláciou.
