Skillnad mellan substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering

Huvudskillnad - Substratnivåfosforylering mot oxidativ fosforylering

Substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering är två typer av fosforyleringsprocesser som förekommer i levande organismer. Fosforylering avser överföring av fosfatgrupp från en förening till en annan. I allmänhet används termen "fosforylering" för att beskriva bildandet av ATP. Organismer använder energi i form av ATP. I eukaryoter är organellen som producerar ATP mitokondrium. Men några av ATP: erna produceras också i cytoplasman. De huvudskillnad mellan substratnivå fosforylering och oxidativ fosforylering är det substratnivåfosforylering är en direkt fosforylering av ADP med en fosfatgrupp med användning av den energi som erhålles från en kopplad reaktion medan oxidativ fosforylering är produktionen av ATP från den oxiderade NADH och FADH₂. 

Viktiga områden som omfattas

1. Vad är substratnivåfosforylering
      - Definition, Process, Egenskaper
2. Vad är oxidativ fosforylering
      - Definition, Process, Egenskaper
3. Vad är likheterna mellan substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering
      - Översikt över gemensamma funktioner
4. Vad är skillnaden mellan substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering
      - Jämförelse av viktiga skillnader

Nyckelord: Adenosindifosfat (ADP), Adenosintrifosfat (ATP), Cytoplasma, Glykolys, Krebs-cykel, Mitokondrier, Oxidativ fosforylering, Substratnivåfosforylering

Vad är substratnivåfosforylering

Substratnivåfosforylering hänför sig till en typ av fosforylering, i vilken en fosfatgrupp överförs från ett substrat till ADP. Det kan också tillsätta en fosfatgrupp till guanosindifosfat (BNP) för att bilda en guanosintrifosfat (GTP). Fosfatgruppen avlägsnas direkt från ett substrat genom en kopplad reaktion och överförs till ADP eller BNP. Ett exempel på reaktion av substrathaltens fosforylering visas i Figur 1.

Figur 1: Substratnivåfosforylering

Substratnivåfosforylering sker i glykolys- och Krebs-cykeln. Glykolys är det första steget för både aerob andning och anaerob andning. I glykolys uppträder två substratnivåfosforyleringsreaktioner, och fyra ATP-molekyler produceras. Fosforglyceratkinas och pyruvatkinas är de två enzymerna som är involverade i substratnivåfosforylering i glykolys. Krebs-cykeln uppträder endast vid aerob andning. I Krebs-cykeln sker substratnivåfosforylering i mitokondriematrisen. Två substratnivåfosforyleringsreaktioner uppträder också i Krebs-cykeln. Fosforolpyruvat-karboxykinas och succinat-CoA-ligas är de två enzymerna som är involverade i substratnivåfosforyleringen i Krebs-cykeln. Under Krebs-cykeln produceras 2ATPs genom substratnivån fosforylering. Annat än ATP, 6NADH och 2FADH₂s produceras och deras reduktionspotentialer används vid alstring av ATP genom oxidativ fosforylering vid aerob andning.  

Vad är oxidativ fosforylering

Oxidativ fosforylering avser en typ av fosforylering som använder den energi som frigörs från elektrontransportkedjan för att generera ATP. Det finns i mitokondriernas inre membran i eukaryoter. I prokaryoter förekommer oxidativ fosforylering i plasmamembranet. Hög energi molekyler som NADH och FADH₂ som bildas i glykolysen, Krebs-cykeln och fettsyracykeln, oxideras tillbaka i elektrontransportkedjan. Den energi som frigörs av dessa molekyler används vid alstring av ATP i oxidativ fosforylering. Oxidativ fosforylering uppträder endast vid aerob andning. Det producerar 26 ATP per en molekyl glukos. Den oxidativa fosforyleringen visas i figur 2.

Figur 2: Oxidativ fosforylering

De enzymer som är involverade i oxidativ fosforylering är ATP-syntas, cytokromreduktas, cytokrom C-oxidas och NADH-Q-reduktas. 

Likheter mellan substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering

• Både substratnivå och oxidativ fosforylering lägger en fosfatgrupp till ADP.
• Enzymer är inblandade i både substratnivå och oxidativ fosforylering.
• Både substratnivå och oxidativ fosforylering kan uppstå i mitokondrier.

Skillnad mellan substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering

Definition

Substratnivåfosforylering: Substratnivåfosforylering hänför sig till en typ av fosforylering, i vilken en fosfatgrupp överförs från ett substrat till ADP.

Oxidativ fosforylering: Oxidativ fosforylering hänför sig till en typ av fosforylering som använder den energi som frigörs från elektrontransportkedjan för att generera ATP.

Plats

Substratnivåfosforylering: Substratnivåfosforylering sker i cytoplasmat och mitokondriematrisen.

Oxidativ fosforylering: Oxidativ fosforylering sker på mitokondriens inre membran.

Mekanism

Substratnivåfosforylering: En fosfatgrupp avlägsnas direkt från ett substrat genom en kopplad reaktion och överförs till ADP.

Oxidativ fosforylering: Fosfatgrupper läggs till från den energi som släpps ut i elektrontransportkedjan.

Korrelation

Substratnivåfosforylering: Substratfosforylering är en direkt fosforylering.

Oxidativ fosforylering: Oxidativ fosforylering är en indirekt fosforylering.

Förekomst

Substratnivåfosforylering: Substratnivåfosforylering sker i glykolys- och Krebs-cykeln.

Oxidativ fosforylering: Oxidativ fosforylering sker i elektrontransportkedjan.

Oxidering / reduktion av koenzymer

Substratnivåfosforylering: NAD och FAD reduceras under substratnivån fosforylering.

Oxidativ fosforylering: NADH⁺ och FADH⁺ oxideras under oxidativ fosforylering.

Net ATP Production

Substratnivåfosforylering: Fyra ATP produceras under substratnivån fosforylering.

Oxidativ fosforylering: Trettiofem ATP: er produceras under oxidativ fosforylering.

Redox Potential

Substratnivåfosforylering: Förändringen av substratets redoxpotential är mindre i substratnivåfosforylering.

Oxidativ fosforylering: Förändringen av substratets redoxpotential är mer i oxidativ fosforylering.

Oxideringsnivå

Substratnivåfosforylering: Delvis oxidation av substratet uppträder i fosforylering på substratnivå.

Oxidativ fosforylering: Komplett oxidation av elektrondonorerna uppträder vid oxidativ fosforylering.

Slutsats

Substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering är två metoder för att generera ATP inuti de levande organismerna. ATP är den huvudsakliga formen av energimolekyler som används i cellulära mekanismer. Substratnivåfosforylering sker i glykolys- och Krebs-cykeln. Oxidativ fosforylering sker i elektrontransportkedjan. Substratnivåfosforylering är en direkt typ av fosforylering, i vilken en fosfatgrupp överförs direkt till en ADP-molekyl. Oxidativ fosforylering är en indirekt metod för fosforylering, i vilken den energi som frigörs i elektrontransportkedjan används för att generera ATP. Huvudskillnaden mellan substratnivåfosforylering och oxidativ fosforylering är mekanismerna för produktion av ATP.

Referens:

1. "Substrate-Level phosphorylation." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 oktober 2017, Tillgänglig här.
2.Berg, Jeremy M. "Oxidativ fosforylering." Biochemistry. 5: e upplagan., U.S. National Library of Medicine, 1 Jan. 1970, Tillgänglig här.

Image Courtesy:

1. "Substratnivåfosforylering som genererar ATP" Genom Yikrazuul - Egent arbete (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "Mitochondrial electron transport chain-Etc4" Av Fvasconcellos 22:35, 9 september 2007 (UTC) - Vektorversion av w: Bild: Etc4.png av TimVickers, (Public Domain) via Commons Wikimedia