Dallimi kryesor – Fosforilimi i nivelit të substratit kundrejt fosforilimit oksidativ
Fosforilimi është një proces që shton një grup fosfati në një molekulë organike nga enzima specifike. Është një mekanizëm i rëndësishëm që ndodh në qelizë për të transferuar energji ose për të ruajtur energjinë në formën e lidhjeve me energji të lartë midis grupeve të fosfatit. ATP formohet në qeliza nga fosforilimi. Komponime të tjera të rëndësishme që përmbajnë fosfat sintetizohen gjithashtu nga fosforilimi. Ekzistojnë lloje të ndryshme të fosforilimit. Midis tyre, fosforilimi i nivelit të substratit dhe fosforilimi oksidativ janë të zakonshëm në qeliza. Dallimi kryesor midis fosforilimit të nivelit të substratit dhe fosforilimit oksidativ është se në fosforilimin e nivelit të substratit, një grup fosfati nga një përbërës i fosforiluar transferohet drejtpërdrejt në ADP ose GDP për të formuar ATP ose GTP pa përfshirë molekula të tjera ndërsa në fosforilimin oksidativ, lëndët ushqyese ose kimike sigurojnë energji për të transferuar një grup fosfati në ADP dhe për të prodhuar ATP me energji të lartë me ndihmën e elektronit ose sistemit të transportit H+.
Çfarë është fosforilimi i nivelit të substratit?
Transferimi i drejtpërdrejtë i një grupi fosfat nga një substrat në ADP për formimin e ATP me energji të lartë njihet si fosforilim i nivelit të substratit. Ky reaksion katalizohet kryesisht nga enzimat kinaza. Donatori i grupit të fosfatit dhuron drejtpërdrejt ose transferon një grup fosfat në ADP pa përfshirjen e një ndërmjetësi midis donatorit dhe ADP. Grupi i fosfatit transferohet nga molekula e parë dhe merret nga molekula e dytë. Energjia e çliruar gjatë thyerjes së grupit të fosfatit përdoret për fosforilimin e ADP në fosforilimin e nivelit të substratit dhe njihet si bashkim reaksioni. Mund të tregohet nga ekuacioni i mëposhtëm.
Glikoliza është shembulli më i zakonshëm ku ATP sintetizohet nëpërmjet fosforilimit të nivelit të substratit kur dy molekula të piruvatit fosfoenol konvertohen në dy molekula piruvat nga enzima piruvat kinazë në kushte aerobike ose anaerobe. Për më tepër, gjatë ciklit të Krebsit, ATP-të prodhohen nëpërmjet fosforilimit të nivelit të substratit.
Çfarë është fosforilimi oksidativ?
Fosforilimi oksidativ është një proces që fosforilon ADP për të sintetizuar ATP duke transferuar elektrone përgjatë zinxhirit të transportit të elektroneve në fazën përfundimtare të frymëmarrjes aerobike. Ai përdor transportuesit elektroneve NADH dhe enzimën ATP sintazë për formimin e ATP. Energjia prodhohet nga reaksionet redoks (gradienti i protonit), dhe fosfatet vijnë nga grupi i fosfateve inorganike. Fosforilimi oksidativ ka nevojë për oksigjen molekular si pranues përfundimtar të elektroneve. Prandaj, fosforilimi oksidativ është i realizueshëm vetëm në kushte aerobike dhe ndodh në membranën e brendshme të mitokondrive. Fosforilimi oksidativ është një proces që jep një numër më të madh të ATP në organizmat aerobikë.
Figura 02: Fosforilimi oksidativ
Cili është ndryshimi midis fosforilimit të nivelit të substratit dhe fosforilimit oksidativ?
Fosforilimi i nivelit të substratit kundrejt fosforilimit oksidativ |
|
| Fosforilimi i nivelit të substratit transferon drejtpërdrejt një grup fosfati nga substrati (përbërja e fosforiluar) në ADP për të prodhuar ATP. | Fosforilimi oksidativ është një proces me të cilin energjia e çliruar nga oksidimi kimik i lëndëve ushqyese përdoret për sintezën e ATP. |
| Energji e përdorur | |
| Energjia gjenerohet nga një reagim i shoqëruar për këtë proces. | Energjia e gjeneruar nga reaksioni i zinxhirit të transportit të elektroneve përdoret për këtë proces. |
| Potenciali redoks | |
| Një ndryshim i vogël i potencialit redoks krijohet në fosforilimin e nivelit të substratit. | Krijohet një ndryshim i madh në potencialin redoks për të fuqizuar këtë fosforilim. |
| Kushtet | |
| Kjo ndodh në kushte aerobike dhe anaerobe. | Kjo ndodh në kushte aerobike. |
| Oksidizimi i Komponimeve | |
| Nënshtresat janë pjesërisht të oksiduara. | Dhuruesit e elektroneve janë oksiduar plotësisht. |
| Vendndodhje | |
| Fosforilimi i nivelit të substratit ndodh në citosol dhe mitokondri | Fosforilimi oksidativ ndodh në mitokondri. |
| Ndodhi | |
| Kjo mund të shihet në glikolizë dhe ciklin Krebs. | Kjo ndodh vetëm gjatë zinxhirit të transportit të elektroneve. |
| Asociim me zinxhirin e transportit elektronik dhe ATP Synthase | |
| Fosforilimi i nivelit të substratit nuk shoqërohet me zinxhirin e transportit të elektroneve ose me sintazën ATP | Kjo lidhet me zinxhirin e transportit të elektroneve dhe sintazën ATP. |
| Përfshirja e O2 dhe NADH | |
| Kjo nuk përdor O2 ose NADH për formimin e ATP. | Kjo përdor O2 dhe NADH për të prodhuar ATP. |
Përmbledhje – Fosforilimi i nivelit të substratit kundrejt fosforilimit oksidativ
Fosforilimi i nivelit të substratit është një proces që konverton ADP në ATP nëpërmjet transferimit të drejtpërdrejtë të një grupi fosfat nga një përbërës i fosforiluar në ADP. Fosforilimi oksidativ përdor gradientin e protonit (H+ gradient i përqendrimit të joneve) të krijuar në zinxhirin e transportit të elektroneve për të fosforiluar ADP në ATP në organizmat aerobikë. Fosforilimi i nivelit të substratit mund të shihet në glikolizë dhe ciklin e Krebsit. Fosforilimi oksidativ mund të shihet në zinxhirin e transportit të elektroneve. Ky është ndryshimi midis fosforilimit të nivelit të substratit dhe fosforilimit oksidativ.
