Základy fosforylace

Fosforylace Definice

Fosforylace je přidání fosforylové (PO₃) skupiny do molekuly. V biologických systémech je tato reakce nezbytná pro buněčné ukládání a přenos volné energie pomocí molekul nosičů energie. Adenosin 5'-trifosfát (ATP), nejrozšířenější molekula nosiče energie, má dvě vysokoenergetické fosfát-fosfátové vazby, které lze přerušit a uvolnit tak volnou energii, když ji buňka potřebuje k pohonu různých buněčných procesů. Stejně tak lze přebytečnou volnou energii využít k syntéze ATP fosforylací adenosin-5'-difosfátu (ADP), čímž se účinně uchovává jako chemická energie pro pozdější použití. K přeměně ADP na ATP může docházet prostřednictvím dvou druhů fosforylace: oxidativní fosforylace a substrátové fosforylace. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma procesy spočívá ve zdroji volné energie, která se používá k pohonu fosforylace.

Co je oxidativní fosforylace?

Při oxidační fosforylaci se energie uvolněná při oxidaci živin enzymy využívá k pohonu energeticky náročných fosforylačních reakcí (tj. oxidace a fosforylace jsou spojeny). Energie se získává při přenosu elektronů z donorů elektronů na akceptory elektronů, jako je kyslík, v sérii redukčně-oxidačních (redoxních) reakcí. Tato energie je nakonec využita k napájení enzymu syntetizujícího ATP zvaného ATP syntáza prostřednictvím procesu zvaného glykolýza) a v mitochondriích (Krebsův cyklus). Může probíhat za aerobních i anaerobních podmínek a ve srovnání s oxidativní fosforylací poskytuje rychlejší, ale méně účinný zdroj ATP.

Diagram znázorňující cyklus ATP-ADP při fosforylaci na úrovni substrátu.

Fosforylace při aerobním dýchání

Následující diagram znázorňuje oxidační fosforylaci a fosforylaci na úrovni substrátu při aerobním dýchání.

Obrázek znázorňuje oxidační fosforylaci a fosforylaci na úrovni substrátu při aerobním dýchání.