Разлика между фосфорилиране на нивото на субстрата и оксидативно фосфорилиране
Share
Ключова разлика - фосфорилиране на нивото на субстрата срещу оксидативно фосфорилиране
Фосфорилирането е процес, който добавя фосфатна група в органична молекула чрез специфични ензими. Това е важен механизъм, който се появява в клетката, за да прехвърля енергия или да съхранява енергия под формата на високоенергийни връзки между фосфатни групи. АТФ се образува в клетките чрез фосфорилиране. Други важни фосфат-съдържащи съединения също се синтезират чрез фосфорилиране. Има различни видове фосфорилиране. Сред тях фосфорилирането на ниво субстрат и окислителното фосфорилиране са често срещани в клетките. Ключовата разлика между фосфорилирането на субстрата и окислителното фосфорилиране е това при фосфорилиране на ниво субстрат, фосфатната група от фосфорилираното съединение е директно прехвърлени в ADP или GDP за образуване на ATP или GTP, без да участват други молекули докато при окислително фосфорилиране, хранителни вещества или химикали осигуряват енергията за прехвърляне на фосфатна група към АДФ и получаване на високоенергиен АТФ с помощта на електрон или Н+ транспортна система.
СЪДЪРЖАНИЕ
1. Преглед и ключова разлика
2. Какво е фосфорилиране на субстрата
3. Какво е окислително фосфорилиране
4. Паралелно сравнение - фосфорилиране на нивото на субстрата срещу оксидативно фосфорилиране
5. Резюме
Какво е фосфорилиране на субстрата?
Директният трансфер на фосфатна група от субстрат към ADP за образуване на високоенергиен АТФ е известен като фосфорилиране на нивото на субстрата. Тази реакция се катализира най-вече от ензим киназите. Донорът на фосфатна група директно дарява или прехвърля фосфатна група към ADP без участието на междинен продукт между донора и ADP. Фосфатната група се прехвърля от първата молекула и се получава от втората молекула. Енергията, отделена по време на разпадането на фосфатната група, се използва за фосфорилиране на ADP в фосфорилиране на ниво субстрат и е известно като реакционно свързване. Тя може да бъде показана със следното уравнение.
Гликолизата е най-честият пример, при който ATP се синтезира чрез фосфорилиране на субстратно ниво, когато две молекули фосфоенол пируват се преобразуват в две молекули пируват чрез ензим пируват киназа при аеробни или анаеробни условия. Освен това, по време на цикъла на Кребс, АТФ се произвеждат чрез фосфорилиране на ниво субстрат.
Какво е оксидативно фосфорилиране?
Окислителното фосфорилиране е процес, който фосфорилира ADP за синтез на АТФ чрез прехвърляне на електрони по протежение на електронно-транспортната верига в последния етап на аеробното дишане. Той използва NADH електронни носители и ензим ATP синтаза за образуването на ATP. Енергията се произвежда от окислително-възстановителните реакции (протонен градиент), а фосфатите идват от пула от неорганични фосфати. Окислителното фосфорилиране се нуждае от молекулен кислород като краен акцептор на електрон. Следователно окислителното фосфорилиране е възможно само при аеробни условия и се случва във вътрешната мембрана на митохондриите. Окислителното фосфорилиране е процес, който води до по-голям брой АТФ в аеробните организми.
Фигура 02: Окислително фосфорилиране
Каква е разликата между фосфорилиране на нивото на субстрата и оксидативно фосфорилиране?
Фосфорилиране на субстрата срещу оксидативно фосфорилиране | |
| Фосфорилирането на ниво субстрат директно прехвърля фосфатна група от субстрата (фосфорилирано съединение) в ADP за получаване на ATP. | Окислителното фосфорилиране е процес, при който енергията, освободена от химическо окисляване на хранителни вещества, се използва за синтеза на АТФ. |
| Използвана енергия | |
| Енергията се генерира от свързана реакция за този процес. | За този процес се използва енергия, генерирана от реакцията на електронната транспортна верига. |
| Редокс потенциал | |
| Малка разлика от окислително-възстановителния потенциал се генерира при фосфорилиране на ниво субстрат. | Голяма разлика в редукционния потенциал се генерира за захранване на това фосфорилиране. |
| условия | |
| Това се случва както при аеробни, така и в анаеробни условия. | Това се случва при аеробни условия. |
| Окисляване на съединенията | |
| Субстратите са частично окислени. | Донорите на електрон са напълно окислени. |
| Места | |
| Фосфорилирането на субстрат се осъществява в цитозола и митохондриите | Окислителното фосфорилиране се случва в митохондриите. |
| явление | |
| Това може да се види при гликолиза и Krebs цикъл. | Това се случва само по време на електронната транспортна верига. |
| Асоциация с електронна транспортна верига и ATP Synthase | |
| Фосфорилирането на субстрата не е свързано с електронна транспортна верига или АТФ синтаза | Това е свързано с електронна транспортна верига и ATP синтаза. |
| Участие на O2 и NADH | |
| Това не използва O2 или NADH за образуване на АТФ. | Това използва O2 и NADH за производство на АТФ. |
Обобщение - Фосфорилиране на нивото на субстрата срещу оксидативно фосфорилиране
Фосфорилирането на субстрата е процес, който превръща ADP в ATP чрез директен трансфер на фосфатна група от фосфорилирано съединение в ADP. При оксидативното фосфорилиране се използва протонен градиент (H+ йонна концентрация градиент), генериран в електронната транспортна верига, за да фосфорилира ADP в АТФ в аеробни организми. Фосфорилирането на субстрата може да се наблюдава при гликолиза и Krebs цикъл. Окислителното фосфорилиране може да се наблюдава в електронната транспортна верига. Това е разликата между фосфорилиране на нивото на субстрата и окислителното фосфорилиране.
справка:
1. " Фосфорилиране на субстратно ниво. " Фосфорилиране на субстрат | Статии с отворен достъп | Списания с отворен достъп | Материали за конференцията | Редактори | Автори | Рецензенти | научни събития. N.p., n.d. Web. 26 април 2017г.
2. Натача Бохуд-Алеман. „Фосфорилирането на нивата на митохондриалния субстрат е от съществено значение за растежа на процикличната трипаносома бруцеи.“ Списание за биологична химия. N.p., 06 септември 2002 г. Web. 26 април 2017г
3. "Фосфорилиране на субстрат." Wikipedia. Фондация Уикимедия, 11 април 2017. Мрежата. 26 април 2017г
4. "Окислително фосфорилиране." Wikipedia. Фондация Уикимедия, 05 април 2017. Уеб. 26 април 2017г
С любезност на изображенията:
1. “2508 Електронната транспортна верига” от OpenStax College - анатомия и физиология, уеб сайт Connexions. 19 юни 2013 г. (CC BY 3.0) през Wikimedia на Commons
