Hva er substrat-nivå fosforylering?

Adenosin trifosfat, eller ATP, er litt som valuta for cellene. Når cellene gjennomføre aktiviteter som krever forbruk av energi, må de bruke litt av sin ATP. Akkurat som du må tjene penger, slik at du kan betale dine regninger, må cellene produsere ATP, slik at de kan dekke sine utgifter. De har et par forskjellige måter de kan gjøre det; en av disse er substrat-fosforylering nivå.

Energetics

Making ATP tar energi. Cellene får den energi som kreves for å lage ATP fra energirike molekyler som glukose, bryte ned den glukose gjennom en elegant serie av reaksjoner. Den energien som frigjøres blir brukt til å legge til en fosfatgruppe til adenosindifosfat eller ADP og slå den inn i ATP. I substrat-fosforylering nivå, ADP og ett eller flere mellomprodukter fra nedbrytningen av glukose eller lignende forbindelser blir brakt sammen, og en fosfatgruppe overføres fra mellomprodukt til ADP.

enzymer

Denne overføringen skjer ikke uten litt hjelp, selvfølgelig. Enzymer er proteinkatalysatorer, gigantiske molekyler som fremskynde viktige reaksjoner i cellene dine. Molekylet som blir forandret av et enzym som kalles dets substrat. De enzymer som katalyserer substrat-nivå fosforylering er litt som en eiendomsmegler arrangere et salg; de bringer kjøper og selger sammen og sørge for at avtalen går greit. I en slik reaksjon, for eksempel et enzym som kalles pyruvat kinase katalyserer overføringen av en fosfat fra et molekyl som kalles fosfoenolpyruvat til et annet molekyl som kalles ADP.

reversibilitet

Reaksjonene katalysert av enzymer er reversible, noe som betyr at de kan gå begge veier. Akkurat som pyruvat kinase kan katalysere fosfat overføring fra fosfoenolpyruvat til ADP, kan det også katalysere fosfat overføring fra ATP tilbake til pyruvat igjen. Den retning i hvilken reaksjonen går avhenger av konsentrasjonen av reaktantene og produktene. Det er en grunn til at det er viktig for cellene å nøye regulere metabolske veier så det vil ha molekylene den trenger tilgjengelig til rett tid.

oksidativ fosforylering

Substrat-nivå fosforylering finner sted under glykolyse og også i løpet av sitronsyresyklusen, to av de viktigste metabolske baner i biokjemi. Det er ikke den eneste måten cellene dine kan lage ATP, imidlertid. Inne i mitokondriene i cellene, blir ATP også produsert gjennom oksidativ fosforylering. Til syvende og sist, det meste av ATP kommer fra denne kilden i stedet for substrat-nivå fosforylering. Det er derfor hydrogencyanid er en dødelig gift - det låses på et viktig enzym i din mitokondrier slik at oksidativ fosforylering ikke lenger kan forekomme. Av seg selv, er substrat-nivå fosforylering ikke nok til å forsyne alle ATP-cellene trenger.