Sự khác biệt chính - Phốt pho ở mức cơ chất và Phốt pho oxy hóa
Phosphoryl hóa là một quá trình thêm một nhóm photphat vào một phân tử hữu cơ bởi các enzym cụ thể. Đó là một cơ chế quan trọng xảy ra trong tế bào để truyền năng lượng hoặc tích trữ năng lượng dưới dạng liên kết năng lượng cao giữa các nhóm photphat. ATP được hình thành trong tế bào bằng quá trình phosphoryl hóa. Các hợp chất quan trọng khác có chứa photphat cũng được tổng hợp bằng cách phosphoryl hóa. Có nhiều kiểu phosphoryl hóa khác nhau. Trong số đó, phosphoryl hóa ở mức cơ chất và phosphoryl oxy hóa là phổ biến trong tế bào. Sự khác biệt cơ bản giữa quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất và quá trình phosphoryl oxy hóa là trong quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất, một nhóm photphat từ hợp chất được phosphoryl hóa được chuyển trực tiếp đến ADP hoặc GDP để tạo thành ATP hoặc GTP mà không liên quan đến các phân tử khác trong khi phosphoryl oxy hóa, chất dinh dưỡng hoặc hóa chất cung cấp năng lượng để chuyển một nhóm photphat đến ADP và tạo ra năng lượng cao ATP với sự trợ giúp của hệ thống vận chuyển electron hoặc H+.
Phốt pho ở mức cơ chất là gì?
Chuyển trực tiếp một nhóm photphat từ cơ chất đến ADP để hình thành ATP năng lượng cao được gọi là quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất. Phản ứng này hầu hết được xúc tác bởi enzyme kinase. Nhà tài trợ nhóm phốt phát trực tiếp tặng hoặc chuyển nhóm phốt phát cho ADP mà không có sự tham gia của trung gian giữa nhà tài trợ và ADP. Nhóm photphat được chuyển từ phân tử thứ nhất và được nhận bởi phân tử thứ hai. Năng lượng giải phóng trong quá trình phá vỡ nhóm photphat được sử dụng để phosphoryl hóa ADP trong quá trình phosphoryl hóa mức cơ chất, và nó được gọi là phản ứng ghép nối. Nó có thể được hiển thị bằng phương trình sau.
Glycolysis là ví dụ phổ biến nhất trong đó ATP được tổng hợp thông qua quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất khi hai phân tử pyruvate phosphoenol được chuyển đổi thành hai phân tử pyruvate bởi enzyme pyruvate kinase trong điều kiện hiếu khí hoặc kỵ khí. Hơn nữa, trong chu trình Krebs, ATP được tạo ra thông qua quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất.
Phốt pho oxy hóa là gì?
Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa là một quá trình phosphoryl hóa ADP để tổng hợp ATP bằng cách chuyển các điện tử dọc theo chuỗi vận chuyển điện tử ở giai đoạn cuối của quá trình hô hấp hiếu khí. Nó sử dụng chất mang điện tử NADH và enzyme ATP synthase để hình thành ATP. Năng lượng được tạo ra từ các phản ứng oxy hóa khử (gradient proton), và phốt phát đến từ nhóm phốt phát vô cơ. Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa cần oxy phân tử làm chất nhận electron cuối cùng. Do đó, quá trình phosphoryl hóa oxy hóa chỉ khả thi trong điều kiện hiếu khí và nó xảy ra ở màng trong của ti thể. Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa là một quá trình tạo ra số lượng ATP cao hơn trong các sinh vật hiếu khí.
Hình 02: Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa
Sự khác biệt giữa quá trình Phosphoryl hóa ở mức độ cơ chất và sự Phosphoryl hóa oxy hóa là gì?
Phosphoryl hóa ở mức cơ chất so với Phosphoryl hóa oxy hóa |
|
| Sự phosphoryl hóa ở mức chất nền chuyển trực tiếp một nhóm phosphate từ chất nền (hợp chất được phosphoryl hóa) đến ADP để tạo ra ATP. | Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa là một quá trình mà năng lượng được giải phóng bằng quá trình oxy hóa hóa học các chất dinh dưỡng được sử dụng để tổng hợp ATP. |
| Năng lượng được sử dụng | |
| Năng lượng được tạo ra từ một phản ứng kết hợp cho quá trình này. | Năng lượng tạo ra từ phản ứng của chuỗi vận chuyển electron được sử dụng cho quá trình này. |
| Tiềm năng oxy hóa khử | |
| Một sự khác biệt nhỏ về tiềm năng oxy hóa khử được tạo ra trong quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất. | Sự khác biệt lớn về thế oxy hóa khử được tạo ra để cung cấp năng lượng cho quá trình phosphoryl hóa này. |
| Điều kiện | |
| Điều này xảy ra trong cả điều kiện hiếu khí và kỵ khí. | Điều này xảy ra trong điều kiện hiếu khí. |
| Quá trình oxy hóa các hợp chất | |
| Chất nền bị oxy hóa một phần. | Các nhà tài trợ electron bị ôxy hóa hoàn toàn. |
| Vị trí | |
| Quá trình phosphoryl hóa ở mức chất nền xảy ra trong tế bào và ti thể | Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa xảy ra trong ty thể. |
| Xuất hiện | |
| Điều này có thể được nhìn thấy trong quá trình đường phân và chu trình Krebs. | Điều này chỉ xảy ra trong chuỗi vận chuyển electron. |
| Hiệp hội với Chuỗi vận chuyển Electron và ATP Synthase | |
| Sự phosphoryl hóa ở mức chất nền không liên quan đến chuỗi vận chuyển điện tử hoặc chuỗi tổng hợp ATP | Điều này liên quan đến chuỗi vận chuyển điện tử và chuỗi tổng hợp ATP. |
| Sự tham gia của O2 và NADH | |
| Điều này không sử dụng O2hoặc NADH để hình thành ATP. | Điều này sử dụng O2và NADH để sản xuất ATP. |
Tóm tắt - Phosphoryl hóa ở mức cơ chất so với sự phosphoryl hóa oxy hóa
Sự phosphoryl hóa ở mức chất nền là một quá trình chuyển đổi ADP thành ATP bằng cách chuyển trực tiếp một nhóm phosphate từ một hợp chất đã được phosphoryl hóa thành ADP. Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa sử dụng gradient proton (gradient nồng độ ion H+) được tạo ra trong chuỗi vận chuyển điện tử để phosphoryl hóa ADP thành ATP trong các sinh vật hiếu khí. Quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất có thể được nhìn thấy trong quá trình đường phân và chu trình Krebs. Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa có thể được nhìn thấy trong chuỗi vận chuyển điện tử. Đây là sự khác biệt giữa quá trình phosphoryl hóa ở mức cơ chất và sự phosphoryl hóa ở mức oxy hóa.
