Co to jest fosforylacja substratu?

Fosforylacja substratu, zwana również fosforylacją na poziomie substratu, jest procesem biochemicznym, w którym komórki wytwarzają trifosforan adenozyny (ATP) z adenozyny difosforanu (ADP).Proces ten występuje w cytoplazmie i jest ważnym krokiem na szlaku metabolicznym znanym jako glikoliza.ATP jest kofaktorem lub koenzymem, co oznacza, że chociaż nie jest samym białkiem, jest niezbędne w reakcjach, przenosząc energię i działanie jako źródło paliwa dla komórki.Grupa fosforanowa musi zostać przeniesiona do ADP z bardziej energetycznej cząsteczki.Grupa fosforanowa składa się z czterech atomów tlenu związanych z centralnym atomem fosforu i przenosi ładunek ujemny.Enzym pośredniczy w reakcji między ADP a związkiem fosforanowym.Produkty reakcji to ATP i inny związek składający się z wodoru, tlenu, a czasem fosforu.Przyjmując reakcję jako całość, możemy wizualizować ADP, z jego dwiema grupami fosforanowymi, przekształcane w ATP, cząsteczkę z trzema grupami fosforanowymi, poprzez dodanie jednej grupy fosforanowej z innej cząsteczki.

Fosforylacja substratu występuje dwukrotnie podczas glikolizy,Wieloetapowy szlak metaboliczny niezbędny dla żywych organizmów.W glikolizy glukoza cukrowa przekształca się w pirogronian kwasu organicznego i ATP.Proces ten leży u podstaw metabolizmu, pozwalając organizmom przekształcić cukier, który zyskują z składników odżywczych w energię.

Podczas wczesnego etapu fosforylacji substratu w glikolizy grupa fosforanowa przenosi się do ADP ze związku zwanego 1,3-bisfosfoglikanu.Dwa substraty, ADP i 1,3-bisfosfogliceryniane, wiążą się z kinazą fosfoglicenitową enzymu, która katalizuje reakcję.Produkowane są ATP i 3-fosfogliceranowe.

Ostatni etap glikolizy obejmuje również fosforylację substratu.Fosfoenolopyrogronian, wysokoenergetyczny związek fosforanowy, przenosi swoją grupę fosforanową do ADP przez enzym kinazę pirogronianową.Produkty to ATP i pirogronian, cząsteczka składająca się z wodoru i tlenu.

Fosforylacja substratu jest regulowana przez czynniki zewnętrzne i nie zawsze może występować podczas glikolizy.Gdy komórka ma dużą ilość ATP, ale na przykład niewielki ADP, reakcja może nie kontynuować, ponieważ nie ma wystarczającej liczby ADP do użycia.Obecność samej ATP może również hamować zaangażowane enzymy.

Hormony odgrywają również rolę w regulacji glikolizy.Niski poziom glukozy we krwi, znany również jako niski poziom cukru we krwi, powoduje wytwarzanie glukagonu.Hormon ten jest wytwarzany w trzustce i podnosi poziom cukru we krwi.Hamuje aktywność kinazy pirogronianowej w końcowym etapie glikolizy, zapobiegając wystąpieniu fosforylacji substratu.