Τι είναι η φωσφορυλίωση σε επίπεδο υποστρώματος;

Η φωσφορυλίωση σε επίπεδο υποστρώματος περιλαμβάνει ορισμένες χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται σε ανθρώπινα κύτταρα κατά τη διάρκεια της γλυκόλυσης, η μετατροπή της γλυκόζης που οδηγεί στην παραγωγή δύο μορίων υψηλής ενέργειας, που αναφέρονται ως τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ).Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της χημικής μεταφοράς μιας φωσφορικής ομάδας από κάθε ένα από τα δύο μόρια φωσφοενολιπυροβιδικού (PEP), σχηματίζοντας ADP, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε ΑΤΡ.Εκτός από το ΑΤΡ, η γλυκόλυση αποδίδει επίσης δύο μόρια του δινουκλεοτιδίου αδενίνης νικοτιναμιδίου (NADH) σε μειωμένη μορφή και πυροσταφυλικό, το οποίο τοποθετείται στην επόμενη φάση της κυτταρικής αναπνοής.Μέσα σε αυτό, από την οποία η φωσφορυλίωση σε επίπεδο υποστρώματος έχει ένα μικρό, αν και σημαντικό, ρόλο και είναι στην πραγματικότητα ένας από τους δύο τρόπους που παράγεται από ADP από ADP στους ανθρώπους.Η οξειδωτική φωσφορυλίωση είναι ο άλλος μηχανισμός που απαιτείται για την παραγωγή ενέργειας, τα περισσότερα από τα οποία συμβαίνουν μέσα στα μιτοχόνδρια του κυττάρου.Συχνά αναφέρεται ως η δύναμη του κυττάρου, τα μιτοχόνδρια είναι το οργανισμό στο οποίο εμφανίζονται όλα τα στάδια της κυτταρικής αναπνοής, εκτός από τη γλυκόλυση.Όλα τα βήματα στη γλυκόλυση, συμπεριλαμβανομένης της φωσφορυλίωσης σε επίπεδο υποστρώματος, συμβαίνουν στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, το υγρό που περιέχει όλα τα κυτταρικά συστατικά όπως το πυρήνα και τα ριβοσώματα.ATP.Η γλυκόλυση είναι η αρχή της διαδικασίας της οποίας η φωσφορυλίωση σε επίπεδο υποστρώματος είναι το τελευταίο βήμα.Στη συνέχεια, το πυροσταφυλικό από τη γλυκόλυση χρησιμοποιείται για τη σχηματισμό ακετυλο -συνένζυμο Α, από το οποίο απελευθερώνεται το διοξείδιο του άνθρακα απόβλητα.Με τον κύκλο Krebs, μέρος του συνένζυμου χρησιμοποιείται για να κάνει ένα ακόμη χημικό που ονομάζεται κιτρικό, περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα απελευθερώνεται ως ATP, NADH και ένα άλλο ενεργειακό μόριο που αναφέρεται ως δινουκλεοτίδιο φλαβίνης (FADH2) είναι επίσης τελικά προϊόντα.Το τελευταίο από αυτά τα στάδια είναι η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων και η χημειοσμίωση, με την οποία η ενέργεια που λαμβάνεται από γλυκόζη, NADH και FADH2 χρησιμοποιείται στην κίνηση ιόντων υδρογόνου σε όλη τη μεμβράνη των μιτοχονδρίων, καθώς και για την παραγωγή περισσότερων ΑΤΡ.

Η πυροσταφυλική κινάση είναι το ένζυμο που είναι υπεύθυνο για την καταλυτική φωσφορυλίωση σε επίπεδο υποστρώματος.Άλλες χημικές αντιδράσεις της γλυκόλυσης και των επακόλουθων φάσεων κυτταρικής αναπνοής περιλαμβάνουν τη δράση ενός συγκεκριμένου ενζύμου, μια πρωτεΐνη που είναι απαραίτητη για τον έλεγχο της ταχύτητας των αντιδράσεων, η οποία είναι πολύ σημαντική για την ικανοποίηση των ενεργειακών απαιτήσεων του ανθρώπινου σώματος, καθώς χρειάζεται μόνο ένα λεπτό για να καταναλώσει όλαΔιατίθεται ATP.Μόλις ολοκληρωθεί η αντίδραση, το ένζυμο ανακυκλώνεται και χρησιμοποιείται ξανά.