Үндсэн ялгаа – субстратын түвшний фосфоржилт ба исэлдэлтийн фосфоржилт
Фосфоризаци нь тодорхой ферментийн тусламжтайгаар фосфатын бүлгийг органик молекулд нэмдэг процесс юм. Энэ нь фосфатын бүлгүүдийн хоорондох өндөр энергийн холбоо хэлбэрээр энерги шилжүүлэх эсвэл энергийг хадгалахад эсэд тохиолддог чухал механизм юм. ATP нь эсэд фосфоржих замаар үүсдэг. Бусад чухал фосфат агуулсан нэгдлүүдийг мөн фосфоржилтоор нийлэгжүүлдэг. Фосфоржилтын янз бүрийн хэлбэрүүд байдаг. Тэдгээрийн дотор субстратын түвшний фосфоржилт ба исэлдэлтийн фосфоржилт нь эсүүдэд түгээмэл байдаг. Субстратын түвшний фосфоржилт ба исэлдэлтийн фосфоржилтын гол ялгаа нь субстратын түвшний фосфоржилтын үед фосфоржуулсан нэгдлээс үүссэн фосфатын бүлэг нь ADP эсвэл ДНБ-д шууд шилжиж, исэлдэлтийн фосфоржилтын явцад өөр молекулыг оролцуулалгүйгээр ATP эсвэл GTP үүсгэдэг. электрон эсвэл H+ тээврийн системийн тусламжтайгаар фосфатын бүлгийг ADP руу шилжүүлж, өндөр энергитэй ATP үүсгэх энерги.
Субстратын түвшний фосфоржилт гэж юу вэ?
Өндөр энергитэй ATP үүсэхийн тулд фосфатын бүлгийг субстратаас ADP руу шууд шилжүүлэхийг субстратын түвшний фосфоржилт гэж нэрлэдэг. Энэ урвалыг голчлон киназ ферментээр катализдаг. Фосфатын бүлгийн донор нь хандивлагч болон ADP-ийн хоорондох зуучлагчийн оролцоогүйгээр фосфатын бүлгийг ADP-д шууд хандивлах буюу шилжүүлдэг. Фосфатын бүлгийг эхний молекулаас шилжүүлж, хоёр дахь молекул хүлээн авдаг. Фосфатын бүлгийн задралын үед ялгарах энерги нь субстратын түвшний фосфоржилтод ADP-ийг фосфоржуулахад ашиглагддаг бөгөөд үүнийг урвалын холболт гэж нэрлэдэг. Үүнийг дараах тэгшитгэлээр харуулж болно.
Гликолиз нь аэробик эсвэл агааргүй нөхцөлд хоёр фосфоенол пируват молекулыг пируват киназын ферментээр хоёр пируват молекул болгон хувиргах үед субстратын түвшний фосфоржилтоор ATP нийлэгждэг хамгийн түгээмэл жишээ юм. Түүнчлэн Кребсийн мөчлөгийн үед АТФ нь субстратын түвшний фосфоржилтоор үүсгэгддэг.
Исэлдүүлэгч фосфоржилт гэж юу вэ?
Исэлдүүлэх фосфоржилт нь аэробик амьсгалын эцсийн шатанд электрон тээвэрлэх гинжин хэлхээний дагуу электронуудыг шилжүүлэн ATP-ийг нийлэгжүүлэх ADP-ийг фосфоржуулдаг процесс юм. Энэ нь ATP үүсгэхийн тулд NADH электрон тээвэрлэгч ба ATP синтаза ферментийг ашигладаг. Эрчим хүч нь исэлдэлтийн урвалаас (протоны градиент) үүсдэг ба фосфатууд нь органик бус фосфатын сангаас үүсдэг. Исэлдэлтийн фосфоржилтын хувьд эцсийн электрон хүлээн авагчийн хувьд молекулын хүчилтөрөгч хэрэгтэй. Тиймээс исэлдэлтийн фосфоржилт нь зөвхөн аэробикийн нөхцөлд л боломжтой бөгөөд энэ нь митохондрийн дотоод мембранд тохиолддог. Исэлдэлтийн фосфоржилт нь аэробик организмд илүү их хэмжээний ATP үүсгэдэг процесс юм.
Зураг 02: Исэлдэлтийн фосфоржилт
Субстратын түвшний фосфоржилт ба исэлдэлтийн фосфоржилтын хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Субстратын түвшний фосфоржилт ба исэлдэлтийн фосфоржилт |
|
| Субстратын түвшний фосфоржилт нь субстратаас (фосфоржуулсан нэгдэл) фосфатын бүлгийг ADP руу шууд шилжүүлж, ATP үүсгэдэг. | Исэлдүүлэгч фосфоржилт гэдэг нь шим тэжээлийн химийн исэлдэлтээс ялгарах энергийг ATP-ийн нийлэгжилтэнд зарцуулдаг процесс юм. |
| Ашигласан эрчим хүч | |
| Энерги нь энэ процессын хосолсон урвалаас үүсдэг. | Электрон зөөвөрлөх гинжин хэлхээний урвалаас үүссэн энергийг энэ процесст ашигладаг. |
| Усан исэлдүүлэх боломж | |
| Субстратын түвшний фосфоржилтод исэлдэлтийн потенциалын бага зэргийн ялгаа үүсдэг. | Энэ фосфоржилтыг идэвхжүүлэхийн тулд исэлдэлтийн потенциалын томоохон ялгаа үүсдэг. |
| Нөхцөл | |
| Энэ нь аэробик болон агааргүй нөхцөлд хоёуланд нь тохиолддог. | Энэ нь аэробик нөхцөлд тохиолддог. |
| Нэгдэл исэлдүүлэх | |
| Субстрат хэсэгчлэн исэлдсэн. | Электрон донорууд бүрэн исэлддэг. |
| Байршил | |
| Субстратын түвшний фосфоржилт нь цитозол ба митохондрид явагддаг | Исэлдүүлэх фосфоржилт нь митохондрид явагддаг. |
| Тохиолдол | |
| Үүнийг гликолиз болон Кребсийн мөчлөгт харж болно. | Энэ нь зөвхөн электрон зөөвөрлөх гинжин хэлхээний үед тохиолддог. |
| Электрон тээвэрлэлтийн гинж ба ATP синтазтай холбоотой | |
| Субстратын түвшний фосфоржилт нь электрон тээвэрлэх гинж эсвэл ATP синтазтай холбоогүй | Энэ нь электрон тээвэрлэх гинж ба ATP синтазатай холбоотой. |
| O2 ба NADH-ийн оролцоо | |
| Энэ нь ATP үүсгэхэд O2 эсвэл NADH-г ашигладаггүй. | Энэ нь ATP үйлдвэрлэхэд O2 болон NADH ашигладаг. |
Хураангуй – Субстратын түвшний фосфоржилт ба исэлдэлтийн фосфоржилт
Субстратын түвшний фосфоржилт нь фосфоржуулсан нэгдлээс фосфатын бүлгийг ADP руу шууд шилжүүлэх замаар ADP-ийг ATP болгон хувиргах процесс юм. Исэлдэлтийн фосфоржилт нь электрон тээвэрлэлтийн гинжин хэлхээнд үүссэн протоны градиент (H+ ионы концентрацийн градиент) -ийг аэробик организм дахь ADP-ийг фосфоржуулахад ашигладаг. Субстратын түвшний фосфоржилтыг гликолиз ба Кребсийн мөчлөгт харж болно. Исэлдэлтийн фосфоржилтыг электрон тээвэрлэх гинжин хэлхээнд харж болно. Энэ нь субстратын түвшний фосфоржилт ба исэлдэлтийн фосфоржилтын хоорондох ялгаа юм.
