Ključna razlika – fosforilacija na nivou supstrata naspram oksidativne fosforilacije
Fosforilacija je proces koji dodaje fosfatnu grupu u organsku molekulu pomoću specifičnih enzima. To je važan mehanizam koji se javlja u ćeliji za prijenos energije ili skladištenje energije u obliku visokoenergetskih veza između fosfatnih grupa. ATP se formira u ćelijama fosforilacijom. Drugi važni spojevi koji sadrže fosfate također se sintetiziraju fosforilacijom. Postoje različite vrste fosforilacije. Među njima, fosforilacija na nivou supstrata i oksidativna fosforilacija su uobičajene u ćelijama. Ključna razlika između fosforilacije na nivou supstrata i oksidativne fosforilacije je u tome što se u fosforilaciji na nivou supstrata fosfatna grupa iz fosforiliranog jedinjenja direktno prenosi na ADP ili GDP da bi formirala ATP ili GTP bez uključivanja drugih molekula, dok u oksidativnoj fosforilaciji obezbeđuju hranljive materije ili energije za prijenos fosfatne grupe na ADP i proizvodnju ATP visoke energije uz pomoć elektrona ili H+ transportnog sistema.
Šta je fosforilacija na nivou supstrata?
Direktan transfer fosfatne grupe sa supstrata na ADP za formiranje ATP visoke energije poznat je kao fosforilacija na nivou supstrata. Ovu reakciju uglavnom kataliziraju enzim kinaze. Donator fosfatne grupe direktno donira ili prenosi fosfatnu grupu ADP-u bez uključivanja posrednika između donatora i ADP-a. Fosfatna grupa se prenosi iz prve molekule i prima od druge molekule. Energija koja se oslobađa tokom lomljenja fosfatne grupe koristi se za fosforilaciju ADP u fosforilaciji na nivou supstrata, a poznata je kao reakcijsko spajanje. Može se prikazati sljedećom jednačinom.
Glikoliza je najčešći primjer gdje se ATP sintetizira putem fosforilacije na nivou supstrata kada se dva molekula fosfoenol piruvata pretvore u dva molekula piruvata pomoću enzima piruvat kinaze u aerobnim ili anaerobnim uvjetima. Štaviše, tokom Krebsovog ciklusa, ATP se proizvode fosforilacijom na nivou supstrata.
Šta je oksidativna fosforilacija?
Oksidativna fosforilacija je proces koji fosforiliše ADP da bi sintetizovao ATP prenoseći elektrone duž lanca transporta elektrona u završnoj fazi aerobnog disanja. Koristi NADH nosače elektrona i enzim ATP sintaze za formiranje ATP-a. Energija se proizvodi iz redoks reakcija (protonski gradijent), a fosfati dolaze iz skupa neorganskih fosfata. Oksidativnoj fosforilaciji je potreban molekularni kiseonik kao konačni akceptor elektrona. Dakle, oksidativna fosforilacija je moguća samo u aerobnim uslovima, a dešava se u unutrašnjoj membrani mitohondrija. Oksidativna fosforilacija je proces koji daje veći broj ATP-a u aerobnim organizmima.
Slika 02: Oksidativna fosforilacija
Koja je razlika između fosforilacije na nivou supstrata i oksidativne fosforilacije?
fosforilacija na nivou supstrata naspram oksidativne fosforilacije |
|
| Fosforilacija na nivou supstrata direktno prenosi fosfatnu grupu sa supstrata (fosforilirano jedinjenje) u ADP kako bi se proizveo ATP. | Oksidativna fosforilacija je proces kojim se energija oslobođena hemijskom oksidacijom nutrijenata koristi za sintezu ATP-a. |
| Potrošena energija | |
| Energija se generiše iz spregnute reakcije za ovaj proces. | Energija generisana reakcijom lanca transporta elektrona koristi se za ovaj proces. |
| Redoks potencijal | |
| Mala razlika redoks potencijala se stvara u fosforilaciji na nivou supstrata. | Velika razlika u redoks potencijalu se generiše da pokrene ovu fosforilaciju. |
| Uslovi | |
| Ovo se dešava i pod aerobnim i anaerobnim uslovima. | Ovo se dešava pod aerobnim uslovima. |
| Oksidacija jedinjenja | |
| Podloge su djelimično oksidirane. | Donatori elektrona su potpuno oksidirani. |
| Lokacije | |
| Fosforilacija na nivou supstrata se javlja u citosolu i mitohondrijama | Oksidativna fosforilacija se javlja u mitohondrijima. |
| Pojava | |
| To se može vidjeti u glikolizi i Krebsovom ciklusu. | Ovo se dešava samo tokom lanca transporta elektrona. |
| Povezivanje sa lancem transporta elektrona i ATP sintazom | |
| Fosforilacija na nivou supstrata nije povezana sa lancem transporta elektrona ili ATP sintazom | Ovo je povezano sa lancem transporta elektrona i ATP sintazom. |
| Učešće O2 i NADH | |
| Ovo ne koristi O2 ili NADH za formiranje ATP-a. | Ovo koristi O2 i NADH za proizvodnju ATP-a. |
Sažetak – fosforilacija na nivou supstrata naspram oksidativne fosforilacije
Fosforilacija na nivou supstrata je proces koji pretvara ADP u ATP direktnim transferom fosfatne grupe iz fosforilisanog jedinjenja u ADP. Oksidativna fosforilacija koristi protonski gradijent (H+ gradijent koncentracije jona) generiran u lancu transporta elektrona za fosforilaciju ADP-a u ATP u aerobnim organizmima. Fosforilacija na nivou supstrata može se vidjeti u glikolizi i Krebsovom ciklusu. Oksidativna fosforilacija se može vidjeti u lancu transporta elektrona. Ovo je razlika između fosforilacije na nivou supstrata i oksidativne fosforilacije.
