Fosforilación a nivell de substrat

Archiu:Substrate-level phosphorylation generating caps block 0 .svg

Fosforilación a nivell de substrat.

La fosforilación a nivell de substrat és una reacció química que es pot definir com la producció de ATP (o GTP) a partir de ADP (o GDP) combinada a una transformació enzimàtica d'un substrat, reacció en la que no està implicada la fosforilación oxidativa ni una ATP sintasa. Lo que generalment ocorre és que un substrat d'alta energia fosfatado, cedix la seua fosfat d'alta energia a el ADP.

Mecanisme bioquímic

En la fosforilación oxidativa l'energia necessària per a la fosforilación de el ADP procedix de la cascada d'electrons en la cadena de transport electrònic i és pel gradient de protones que es forma. Pel contrari, en la fosforilación a nivell de substrat l'energia necessària per a la fosforilación procedix de la pròpia reacció enzimàtica que sofrix el substrat orgànic. La fosforilación a nivell de substrat és la forma que tenen les fermentació de produir ATH.

Eixemples

En la glucólisis

Un eixemple d'fosforilación a nivell de substrat és la conversió de fosfoenolpiruvato a piruvato en l'última reacció de la glicólisis, en producció de ATP. La enzima que cataliza esta reacció és la piruvato quinasa. El fosfat que es trobava unit al fosfoenolpiruvato acaba unint-se a ADP, formant ATP, mentres que el fosfoenolpiruvato es convertix inicialment en enolpiruvato, pero este al pH reinante en l'interior celular casi immediatament origina cetopiruvato (o simplement piruvato, com s'acorda en denominar). Esta transformació de la forma enol a la forma ceto és molt exergónica, lo que impulsa tot el conjunt de la reacció a la dreta.

Fosfoenolpiruvato + ADP → piruvato + ATP

En el cicle de Krebs

Un atre eixemple de reacció en la que es produïx una fosforilación a nivell de substrat és la formació de succinato a partir de succinil-CoA en el cicle de Krebs, en formació simultànea de GTP. L'enzima implicada és la succinil-CoA sintetasa. En este cas, el substrat implicat, el succinil-CoA és una molècula que té un enllaç tioéster molt energètic, entre la CoA i el grup succinil. La hidrólisis del tioéster és una reacció molt exergónica, que servix per a impulsar la reacció. Primer, un fosfat inorgànic pansa al grup succinilo, i despuix és transferit a un residu d'histidina de l'enzima, per a passar finalment a el GDP, formant GTP. Despuix, el GTP, en una atra reacció posterior, pot originar enzimáticamente ATP, en cedir-li un fosfat a el ADP.

Succinil-S-CoA + GDP → succinato + GTP + CoA-SH GTP + ADP → GDP + ATP

Est és l'únic ATP que es forma directament en el cicle de Krebs, ya que el restant de el ATP generat en la respiració celular es produïx en dos fosforilación de la glicólisis citosólica i sobretot, en la fosforilación oxidativa que ocorre en la membrana mitocondrial interna, la qual és un procés completament diferent.

Mecanisme de reacció de la succinil-CoA sintetasa.