Substraadi Taseme Fosforüülimise Ja Oksüdatiivse Fosforüülimise Erinevus

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 08:38

Peamine erinevus - substraadi taseme fosforüülimine vs oksüdatiivne fosforüülimine

Fosforüülimine on protsess, mis lisab fosfaatrühma konkreetsete ensüümide abil orgaanilisse molekuli. See on oluline mehhanism, mis toimub rakus energia ülekandmiseks või energia salvestamiseks fosfaatrühmade vaheliste suurte energiasidemetena. ATP moodustub rakkudes fosforüülimise teel. Fosforüülimise teel sünteesitakse ka teisi olulisi fosfaate sisaldavaid ühendeid. Fosforüülimist on erinevat tüüpi. Nende hulgas on rakkudes levinud substraadi taseme fosforüülimine ja oksüdatiivne fosforüülimine. Peamine erinevus substraadi taseme fosforüülimise ja oksüdatiivse fosforüülimise vahel on see, et substraadi taseme fosforüülimisel viiakse fosforüülitud ühendi fosfaatrühm otse ADP-sse või GDP-sse, moodustades ATP või GTP, ilma et kaasataks teisi molekule oksüdatiivses fosforüülimisel,toitained või kemikaalid annavad energiat fosfaatrühma ülekandmiseks ADP-sse ja elektroni või H abil toota kõrge energiaga ATP-d⁺ transpordisüsteem.

SISUKORD

1. Ülevaade ja peamine erinevus

2. Mis on substraadi taseme fosforüülimine

3. Mis on oksüdatiivne fosforüülimine

4. Kõrvuti võrdlus - substraadi taseme fosforüülimine vs oksüdatiivne fosforüülimine

5. Kokkuvõte

Mis on substraadi taseme fosforüülimine?

Fosfaatrühma otsene ülekandmine substraadilt ADP-le kõrge energiaga ATP moodustamiseks on tuntud kui substraadi taseme fosforüülimine. Seda reaktsiooni katalüüsivad enamasti ensüümi kinaasid. Fosfaatrühma doonor annetab või kannab fosfaatrühma otse ADP-le, ilma et doonori ja ADP vahel oleks vaheühend. Fosfaatrühm kantakse esimesest molekulist üle ja teine molekul võtab selle vastu. Fosfaatrühma purunemisel vabanevat energiat kasutatakse ADP fosforüülimiseks substraadi taseme fosforüülimisel ja seda tuntakse kui reaktsioonisidestust. Seda saab näidata järgmise võrrandi abil.

Glükolüüs on kõige tavalisem näide, kus ATP sünteesitakse substraaditaseme fosforüülimise teel, kui kaks fosfoenoolpüruvaadi molekuli muudetakse aeroobsetes või anaeroobsetes tingimustes püruvaadi kinaasi ensüümi abil kaheks püruvaadi molekuliks. Veelgi enam, Krebsi tsükli ajal toodetakse ATP-d substraadi taseme fosforüülimise teel.

Mis on oksüdatiivne fosforüülimine?

Oksüdatiivne fosforüülimine on protsess, mis fosforüülib ADP-d ATP sünteesimiseks, viies aeroobse hingamise viimases etapis elektronid üle elektrontranspordiahela. See kasutab ATP moodustamiseks NADH elektronkandjaid ja ATP süntaasi ensüümi. Energiat toodetakse redoksreaktsioonides (prootongradient) ja fosfaadid pärinevad anorgaaniliste fosfaatide kogumist. Oksüdatiivne fosforüülimine vajab lõpliku elektronide aktseptorina molekulaarset hapnikku. Seega on oksüdatiivne fosforüülimine teostatav ainult aeroobsetes tingimustes ja see toimub mitokondrite sisemembraanis. Oksüdatiivne fosforüülimine on protsess, mis annab aeroobsetes organismides suurema hulga ATP-d.

Joonis 02: Oksüdatiivne fosforüülimine

Mis vahe on substraadi taseme fosforüülimisel ja oksüdatiivsel fosforüülimisel?

Erinev artikkel keskel enne tabelit

Substraadi taseme fosforüülimine vs oksüdatiivne fosforüülimine
Substraadi taseme fosforüülimine kannab fosfaatrühma otse substraadilt (fosforüülitud ühend) ADP-le, et saada ATP.	Oksüdatiivne fosforüülimine on protsess, mille käigus toitainete keemilisel oksüdeerimisel vabanevat energiat kasutatakse ATP sünteesiks.
Kasutatud energia
Selle protsessi jaoks tekib energia sidestatud reaktsioonist.	Selle protsessi jaoks kasutatakse elektroni transpordiahela reaktsioonil tekkivat energiat.
Redoxi potentsiaal
Substraadi taseme fosforüülimisel tekib väike redokspotentsiaali erinevus.	Selle fosforüülimise võimendamiseks genereeritakse suur erinevus redokspotentsiaalis.
Tingimused
See toimub nii aeroobsetes kui ka anaeroobsetes tingimustes.	See toimub aeroobsetes tingimustes.
Ühendite oksüdeerimine
Substraadid on osaliselt oksüdeerunud.	Elektronidoonorid on täielikult oksüdeerunud.
Asukohad
Substraadi taseme fosforüülimine toimub tsütosoolis ja mitokondrites	Mitokondrites toimub oksüdatiivne fosforüülimine.
Esinemine
Seda võib näha glükolüüsi ja Krebsi tsüklis.	See juhtub ainult elektronide transpordiahelas.
Seos elektronide transpordiahela ja ATP süntaasiga
Substraadi taseme fosforüülimine ei ole seotud elektronide transpordiahela ega ATP süntaasiga	See on seotud elektronide transpordiahela ja ATP süntaasiga.
O2 ja NADH kaasamine
See ei kasuta O 2 või NADH moodustamise ATP.	See kasutusviiside O 2 ja NADH toota ATP.

Kokkuvõte - substraadi taseme fosforüülimine vs oksüdatiivne fosforüülimine

Substraadi taseme fosforüülimine on protsess, mis muudab ADP ATP-ks fosfaatrühma otsese ülekandega fosforüülitud ühendilt ADP-le. Oksüdatiivne fosforüülimine kasutab prootonigradienti (H ⁺ iooni kontsentratsiooni gradiend), mis on loodud elektronide transpordiahelas, et ADP fosforüülida ATP-ks aeroobsetes organismides. Substraadi fosforüülimist võib näha glükolüüsi ja Krebsi tsüklis. Oksüdatiivset fosforüülimist võib näha elektronide transpordiahelas. See on erinevus substraadi taseme fosforüülimise ja oksüdatiivse fosforüülimise vahel.