Klíčový rozdíl - fosforylace na úrovni substrátu vs. oxidační fosforylace
Fosforylace je proces, který přidává fosfátovou skupinu do organické molekuly specifickými enzymy. Je to důležitý mechanismus, který v buňce dochází k přenosu energie nebo k jejímu ukládání ve formě vysokoenergetických vazeb mezi fosfátovými skupinami. ATP se tvoří v buňkách fosforylací. Další důležité sloučeniny obsahující fosfáty se také syntetizují fosforylací. Existují různé typy fosforylace. Mezi nimi je v buňkách běžná fosforylace na úrovni substrátu a oxidační fosforylace. Klíčový rozdíl mezi fosforylací na úrovni substrátu a oxidativní fosforylací spočívá v tom, že při fosforylaci na úrovni substrátu je fosfátová skupina z fosforylované sloučeniny přímo přenesena do ADP nebo GDP za vzniku ATP nebo GTP bez zapojení dalších molekul během oxidační fosforylace,živiny nebo chemikálie poskytují energii k přenosu fosfátové skupiny na ADP a produkují vysokoenergetické ATP pomocí elektronu nebo H+ dopravní systém.
OBSAH
1. Přehled a hlavní rozdíl
2. Co je fosforylace na úrovni substrátu
3. Co je to oxidační fosforylace
4. Porovnání vedle sebe - fosforylace na úrovni substrátu vs. oxidativní fosforylace
5. Shrnutí
Co je fosforylace na úrovni substrátu?
Přímý přenos fosfátové skupiny ze substrátu do ADP pro tvorbu vysokoenergetického ATP je známý jako fosforylace na úrovni substrátu. Tato reakce je většinou katalyzována enzymovými kinázami. Dárce z fosfátové skupiny přímo daruje nebo převádí fosfátovou skupinu do ADP bez zapojení meziproduktu mezi dárcem a ADP. Fosfátová skupina je přenesena z první molekuly a přijata druhou molekulou. Energie uvolněná během rozpadu fosfátové skupiny se používá k fosforylaci ADP při fosforylaci na úrovni substrátu a je známá jako reakční vazba. Lze to ukázat následující rovnicí.
Glykolýza je nejběžnějším příkladem, kdy je ATP syntetizován fosforylací na úrovni substrátu, když jsou dvě molekuly fosfoenolpyruvátu převedeny na dvě molekuly pyruvátu enzymem pyruvátkináza za aerobních nebo anaerobních podmínek. Navíc během Krebsova cyklu se ATP produkují fosforylací na úrovni substrátu.
Co je oxidační fosforylace?
Oxidační fosforylace je proces, který fosforyluje ADP za účelem syntézy ATP přenosem elektronů podél elektronového transportního řetězce v konečné fázi aerobního dýchání. K tvorbě ATP využívá nosiče elektronů NADH a enzym ATP syntázy. Energie se vyrábí z redoxních reakcí (protonový gradient) a fosforečnany pocházejí ze skupiny anorganických fosfátů. Oxidační fosforylace vyžaduje molekulární kyslík jako konečný akceptor elektronů. Oxidační fosforylace je proto možná pouze za aerobních podmínek a vyskytuje se ve vnitřní membráně mitochondrií. Oxidační fosforylace je proces, který poskytuje vyšší počet ATP v aerobních organismech.
Obrázek 02: Oxidační fosforylace
Jaký je rozdíl mezi fosforylací na úrovni substrátu a oxidační fosforylací?
Rozdílný článek uprostřed před tabulkou
Fosforylace na úrovni substrátu vs. oxidační fosforylace |
|
| Fosforylace na úrovni substrátu přímo přenáší fosfátovou skupinu ze substrátu (fosforylované sloučeniny) do ADP za vzniku ATP. | Oxidační fosforylace je proces, při kterém se energie uvolněná chemickou oxidací živin využívá k syntéze ATP. |
| Použitá energie | |
| Energie je generována spojenou reakcí pro tento proces. | Pro tento proces se používá energie generovaná reakcí elektronového transportního řetězce. |
| Redox potenciál | |
| Při fosforylaci na úrovni substrátu se vytváří malý rozdíl redoxního potenciálu. | K podpoře této fosforylace je generován velký rozdíl v redox potenciálu. |
| Podmínky | |
| K tomu dochází za aerobních i anaerobních podmínek. | K tomu dochází za aerobních podmínek. |
| Oxidace sloučenin | |
| Substráty jsou částečně oxidovány. | Dárci elektronů jsou úplně oxidováni. |
| Místa | |
| Fosforylace na úrovni substrátu probíhá v cytosolu a mitochondriích | V mitochondriích dochází k oxidativní fosforylaci. |
| Výskyt | |
| To je vidět na glykolýze a Krebsově cyklu. | K tomu dochází pouze během řetězce transportu elektronů. |
| Sdružení s elektronovým transportním řetězcem a ATP syntázou | |
| Fosforylace na úrovni substrátu není spojena s elektronovým transportním řetězcem nebo ATP syntázou | To je spojeno s elektronovým transportním řetězcem a ATP syntázou. |
| Zapojení O2 a NADH | |
| Při tvorbě ATP se nepoužívá O 2 nebo NADH. | K výrobě ATP se používá O 2 a NADH. |
Shrnutí - Fosforylace na úrovni substrátu vs. oxidační fosforylace
Fosforylace na úrovni substrátu je proces, který přeměňuje ADP na ATP přímým přenosem fosfátové skupiny z fosforylované sloučeniny na ADP. Oxidační fosforylace používá protonový gradient (gradient koncentrace iontů H +) generovaný v elektronovém transportním řetězci k fosforylaci ADP na ATP v aerobních organismech. Fosforylaci na úrovni substrátu lze pozorovat v glykolýze a Krebsově cyklu. Oxidační fosforylace je vidět v elektronovém transportním řetězci. To je rozdíl mezi fosforylací na úrovni substrátu a oxidativní fosforylací.
