Негізгі айырмашылық – субстрат деңгейіндегі фосфорлану мен тотығу фосфорлануы
Фосфорлану – фосфат тобын арнайы ферменттер арқылы органикалық молекулаға қосатын процесс. Бұл фосфат топтары арасындағы жоғары энергетикалық байланыстар түрінде энергияны тасымалдау немесе энергияны сақтау үшін жасушада пайда болатын маңызды механизм. АТФ жасушаларда фосфорлану арқылы түзіледі. Фосфатты құрайтын басқа маңызды қосылыстар да фосфорлану арқылы синтезделеді. Фосфорланудың әртүрлі түрлері бар. Олардың ішінде субстрат деңгейіндегі фосфорлану және тотығу фосфорлануы жасушаларда жиі кездеседі. Субстрат деңгейіндегі фосфорлану мен тотықтырғыш фосфорланудың негізгі айырмашылығы - субстрат деңгейіндегі фосфорлану кезінде фосфорланған қосылыстағы фосфат тобы басқа молекулалардың қатысуынсыз ADP немесе GDP-ге тікелей ауысады, ал тотығу фосфорлану кезінде қоректік заттар немесе химиялық заттармен қамтамасыз етеді. электрон немесе H+ тасымалдау жүйесінің көмегімен фосфат тобын ADP-ге тасымалдау және жоғары энергиялық АТФ өндіру үшін энергия.
Субстрат деңгейіндегі фосфорлану дегеніміз не?
Жоғары энергиялы АТФ түзу үшін фосфат тобын субстраттан АДФ-ке тікелей тасымалдау субстрат деңгейіндегі фосфорлану деп аталады. Бұл реакция негізінен киназа ферменттерімен катализденеді. Фосфат тобының доноры донор мен АДФ арасындағы аралық заттың қатысуынсыз фосфат тобын АДФ-ге тікелей береді немесе береді. Фосфат тобы бірінші молекуладан тасымалданады және екінші молекуламен қабылданады. Фосфат тобының ыдырауы кезінде бөлінетін энергия субстрат деңгейіндегі фосфорлануда АДФ фосфорлануына жұмсалады және ол реакциялық қосылыс деп аталады. Оны келесі теңдеу арқылы көрсетуге болады.
Гликолиз - аэробты немесе анаэробты жағдайда екі фосфоенол пируват молекуласы пируваткиназа ферменті арқылы екі пируват молекуласына айналғанда, АТФ субстрат деңгейіндегі фосфорлану арқылы синтезделетін ең көп таралған мысал. Сонымен қатар, Кребс циклі кезінде АТФ субстрат деңгейіндегі фосфорлану арқылы өндіріледі.
Тотықтырғыш фосфорлану дегеніміз не?
Тотықтырғыш фосфорлану – аэробты тыныс алудың соңғы сатысында электрондарды электронды тасымалдау тізбегі бойымен тасымалдау арқылы АТФ синтездеу үшін АДФ фосфорланатын процесс. Ол АТФ түзу үшін NADH электронды тасымалдаушыларын және АТФ синтаза ферментін пайдаланады. Энергия тотығу-тотықсыздану реакцияларынан (протон градиенті) өндіріледі, ал фосфаттар бейорганикалық фосфаттар пулынан келеді. Тотықтырғыш фосфорлану үшін соңғы электронды акцептор ретінде молекулалық оттегі қажет. Демек, тотығу фосфорлануы тек аэробты жағдайда ғана мүмкін болады және ол митохондриялардың ішкі мембранасында жүреді. Тотықтырғыш фосфорлану – аэробты организмдерде АТФ көп мөлшерін беретін процесс.
02-сурет: тотығу фосфорлануы
Субстрат деңгейіндегі фосфорлану мен тотығу фосфорлануының айырмашылығы неде?
Субстрат деңгейіндегі фосфорлану және тотығу фосфорлануы |
|
| Субстрат деңгейіндегі фосфорлану ATP түзу үшін субстраттан (фосфорланған қосылыс) фосфат тобын тікелей ADP-ге тасымалдайды. | Тотықтырғыш фосфорлану – қоректік заттардың химиялық тотығуы нәтижесінде бөлінетін энергия АТФ синтезіне жұмсалатын процесс. |
| Қолданылатын энергия | |
| Энергия осы процесс үшін қосылатын реакциядан өндіріледі. | Электрондарды тасымалдау тізбегінің реакциясынан алынған энергия бұл процесс үшін пайдаланылады. |
| Тотығу-тотықсыздану потенциалы | |
| Тотығу-тотықсыздану потенциалының шамалы айырмашылығы субстрат деңгейіндегі фосфорлануда пайда болады. | Тотығу-тотықсыздану потенциалындағы үлкен айырмашылық осы фосфорлануды қуаттау үшін жасалады. |
| Шарттар | |
| Бұл аэробты және анаэробты жағдайда болады. | Бұл аэробты жағдайда болады. |
| Қосылыстардың тотығуы | |
| Субстраттар ішінара тотыққан. | Электрондық донорлар толығымен тотығады. |
| Орындар | |
| Субстрат деңгейіндегі фосфорлану цитозолда және митохондрияда жүреді | Тотықтырғыш фосфорлану митохондрияда жүреді. |
| Болған оқиға | |
| Мұны гликолиз және Кребс циклінде көруге болады. | Бұл тек электронды тасымалдау тізбегі кезінде болады. |
| Электронды тасымалдау тізбегі және ATP синтазасымен байланыс | |
| Субстрат деңгейінің фосфорлануы электрон тасымалдау тізбегімен немесе ATP синтазасымен байланысты емес | Бұл электронды тасымалдау тізбегімен және ATP синтазасымен байланысты. |
| O2 және NADH қатысуы | |
| Бұл ATP түзу үшін O2 немесе NADH пайдаланбайды. | Бұл ATP өндіру үшін O2 және NADH пайдаланады. |
Қорытынды – субстрат деңгейіндегі фосфорлану және тотығу фосфорлануы
Субстрат деңгейіндегі фосфорлану – фосфат тобын фосфорланған қосылыстан АДФ-ге тікелей тасымалдау арқылы АДФ-ны АТФ-қа айналдыратын процесс. Тотықтырғыш фосфорлану аэробты организмдерде АДФ-ны АТФ-ға фосфорлау үшін электронды тасымалдау тізбегінде түзілетін протон градиентін (H+ ион концентрациясы градиенті) пайдаланады. Субстрат деңгейіндегі фосфорлануды гликолизде және Кребс циклінде көруге болады. Тотығу фосфорлану электрондарды тасымалдау тізбегінде көрінеді. Бұл субстрат деңгейіндегі фосфорлану мен тотықтырғыш фосфорлану арасындағы айырмашылық.
