Galvenā atšķirība - substrāta līmeņa fosforilācija pret oksidatīvo fosforilāciju
Fosforilēšana ir process, kurā ar īpašu enzīmu palīdzību organiskajai molekulai pievieno fosfātu grupu. Tas ir svarīgs mehānisms, kas rodas šūnā, lai pārnestu enerģiju vai uzglabātu enerģiju augstas enerģijas saišu veidā starp fosfātu grupām. ATP veidojas šūnās fosforilējot. Fosforilējot tiek sintezēti arī citi svarīgi fosfātus saturoši savienojumi. Ir dažādi fosforilēšanas veidi. Starp tiem šūnās ir izplatīta substrāta līmeņa fosforilācija un oksidatīvā fosforilēšana. Galvenā atšķirība starp substrāta līmeņa fosforilēšanu un oksidatīvo fosforilāciju ir tāda, ka substrāta līmeņa fosforilācijā fosfātu grupa no fosforilēta savienojuma tiek tieši pārnesta uz ADP vai GDP, lai veidotu ATP vai GTP, neiesaistot citas molekulas, savukārt oksidatīvās vielas nodrošina fosforilāciju, barības vielas vai ķīmiskās vielas. enerģiju, lai pārnestu fosfātu grupu uz ADP un ražotu augstas enerģijas ATP ar elektronu vai H+ transporta sistēmas palīdzību.
Kas ir substrāta līmeņa fosforilēšana?
Tieša fosfātu grupas pārnešana no substrāta uz ADP, lai veidotu augstas enerģijas ATP, ir pazīstama kā substrāta līmeņa fosforilēšana. Šo reakciju galvenokārt katalizē enzīmu kināzes. Fosfātu grupas donors tieši ziedo vai nodod fosfātu grupu ADP, neiesaistot starpnieku starp donoru un ADP. Fosfātu grupa tiek pārnesta no pirmās molekulas, un to saņem otrā molekula. Fosfātu grupas pārrāvuma laikā atbrīvotā enerģija tiek izmantota ADP fosforilēšanai substrāta līmeņa fosforilācijā, un to sauc par reakcijas savienojumu. To var parādīt ar šādu vienādojumu.
Glikolīze ir visizplatītākais piemērs, kad ATP tiek sintezēts, izmantojot substrāta līmeņa fosforilēšanu, kad divas fosfoenola piruvāta molekulas ar piruvāta kināzes enzīmu aerobos vai anaerobos apstākļos pārvērš divās piruvāta molekulās. Turklāt Krebsa cikla laikā ATP tiek ražoti, izmantojot substrāta līmeņa fosforilēšanos.
Kas ir oksidatīvā fosforilācija?
Oksidatīvā fosforilēšana ir process, kas fosforilē ADP, lai sintezētu ATP, pārnesot elektronus pa elektronu transportēšanas ķēdi aerobās elpošanas pēdējā posmā. Tas izmanto NADH elektronu nesējus un ATP sintāzes enzīmu ATP veidošanai. Enerģiju iegūst no redoksreakcijām (protonu gradients), un fosfāti nāk no neorganisko fosfātu kopas. Oksidatīvajai fosforilēšanai ir nepieciešams molekulārais skābeklis kā galīgais elektronu akceptors. Tādējādi oksidatīvā fosforilācija ir iespējama tikai aerobos apstākļos, un tā notiek mitohondriju iekšējā membrānā. Oksidatīvā fosforilēšana ir process, kas rada lielāku ATP skaitu aerobos organismos.
2. attēls: oksidatīvā fosforilācija
Kāda ir atšķirība starp substrāta līmeņa fosforilāciju un oksidatīvo fosforilāciju?
Substrāta līmeņa fosforilācija pret oksidatīvo fosforilāciju |
|
| Substrāta līmeņa fosforilēšana tieši pārnes fosfātu grupu no substrāta (fosforilētais savienojums) uz ADP, lai iegūtu ATP. | Oksidatīvā fosforilēšana ir process, kurā enerģiju, kas izdalās barības vielu ķīmiskās oksidēšanās rezultātā, izmanto ATP sintēzei. |
| Izlietotā enerģija | |
| Enerģija tiek ģenerēta no saistītās reakcijas šim procesam. | Šim procesam tiek izmantota enerģija, kas rodas elektronu transportēšanas ķēdes reakcijā. |
| Redox potenciāls | |
| Substrāta līmeņa fosforilācijā rodas neliela redokspotenciāla atšķirība. | Šai fosforilēšanai tiek radīta liela redokspotenciāla atšķirība. |
| Nosacījumi | |
| Tas notiek gan aerobos, gan anaerobos apstākļos. | Tas notiek aerobos apstākļos. |
| Savienojumu oksidēšana | |
| Substrāti ir daļēji oksidēti. | Elektronu donori ir pilnībā oksidēti. |
| Atrašanās vietas | |
| Fosforilācija substrāta līmenī notiek citozolā un mitohondrijās | Oksidatīvā fosforilēšanās notiek mitohondrijās. |
| Notikums | |
| To var redzēt glikolīzē un Krebsa ciklā. | Tas notiek tikai elektronu transportēšanas ķēdes laikā. |
| Asociācija ar elektronu transporta ķēdi un ATP sintēzi | |
| Substrāta līmeņa fosforilācija nav saistīta ar elektronu transportēšanas ķēdi vai ATP sintāzi | Tas ir saistīts ar elektronu transportēšanas ķēdi un ATP sintāzi. |
| O2 un NADH iesaiste | |
| Tas neizmanto O2 vai NADH ATP veidošanai. | Tas izmanto O2 un NADH, lai iegūtu ATP. |
Kopsavilkums - substrāta līmeņa fosforilācija pret oksidatīvo fosforilāciju
Substrāta līmeņa fosforilēšana ir process, kas pārvērš ADP par ATP, tieši pārnesot fosfātu grupu no fosforilēta savienojuma uz ADP. Oksidatīvajā fosforilācijā tiek izmantots protonu gradients (H+ jonu koncentrācijas gradients), kas ģenerēts elektronu transportēšanas ķēdē, lai fosforilētu ADP par ATP aerobos organismos. Substrāta līmeņa fosforilāciju var redzēt glikolīzē un Krebsa ciklā. Elektronu transportēšanas ķēdē var redzēt oksidatīvo fosforilāciju. Šī ir atšķirība starp substrāta līmeņa fosforilāciju un oksidatīvo fosforilāciju.
