Co je fosforylace substrátu?

Fosforylace substrátu, také nazývaná fosforylace na úrovni substrátu, je biochemický proces, pomocí kterého buňky vytvářejí adenosin triphosfát (ATP) z adenosin difosfátu (ADP).K tomuto procesu dochází v cytoplazmě a je důležitým krokem v metabolické cestě známé jako glykolýza.ATP je kofaktor nebo koenzym, což znamená, že ačkoli to není samotný protein, je nezbytné při řízení reakcí, přenášení energie a působení jako zdroj paliva pro buňku.Skupina fosfátu musí být přenesena do ADP z energetičtější molekuly.Skupina fosfátu se skládá ze čtyř atomů kyslíku navázané na atom centrálního fosforu a nese záporné náboj.Enzym zprostředkovává reakci mezi ADP a fosfátovou sloučeninou.Produkty reakce jsou ATP a další sloučenina sestávající z vodíku, kyslíku a někdy fosforu.Když vezmeme reakci jako celek, můžeme vizualizovat ADP a jeho dvě fosfátové skupiny, které jsou převedeny na ATP, molekulu se třemi fosfátovými skupinami, přidáním jedné fosfátové skupiny z jiné molekuly.Vícestupňová metabolická cesta nezbytná pro živé organismy.Při glykolýze je glukóza cukru přeměněna na pyruvát organických kyselin a ATP.Tento proces je jádrem metabolismu, což umožňuje organismům transformovat cukr, který získávají z živin na energii.

Během raného kroku fosforylace substrátu v glykolýze je fosfátová skupina přenesena do ADP ze sloučeniny zvané 1,3-bisfosfoglycerát.Dva substráty, ADP a 1,3-bisfosfoglycerují, se vážou na enzymovou fosfoglycerační kinázu, která katalyzuje reakci.Vyrábí se ATP a 3-fosfoglycerát.

Poslední krok glykolýzy také zahrnuje fosforylaci substrátu.Fosfoenolpyruvát, sloučenina s vysokou energií fosfátu, přenáší svou fosfátovou skupinu na ADP prostřednictvím enzymu pyruvátové kinázy.Produkty jsou ATP a pyruvát, molekula sestávající z vodíku a kyslíku.

Fosforylace substrátu je regulována vnějšími faktory a nemusí se vždy vyskytovat během glykolýzy.Pokud má například buňka velké množství ATP, ale malé ADP, reakce nemusí pokračovat, protože není dostatek ADP k použití.Přítomnost samotného ATP může také inhibovat zapojené enzymy.

Hormony hrají roli také při regulaci glykolýzy.Nízká hladina glukózy v krvi, známá také jako nízká hladina cukru v krvi, vede k produkci glukagonu.Tento hormon se vyrábí v pankreatu a zvyšuje hladinu cukru v krvi.Inhibuje aktivitu pyruvát kinázy v konečném kroku glykolýzy, což zabraňuje probíhání fosforylace substrátu.