Hvad er fosforylering på undergrundniveau?
Underlags-niveau af phosphorylering omfatter visse kemiske reaktioner, der forekommer i humane celler under glykolyse, hvilket omdanner glukose, der fører til produktion af to højenergimolekyler, kaldet adenosin-triphosphat (ATP). Dette opnås gennem den kemiske overførsel af en phosphatgruppe fra hver af to phosphoenolpyruvat (PEP) molekyler, der danner ADP, som derefter transformeres til ATP. Foruden ATP giver glycolyse også to molekyler af nicotinamidadenin-dinucleotid (NADH) i reduceret form og pyruvat, der sættes i den næste fase af cellulær respiration.
ATP er det vigtigste energimolekyle, der bruges af celler, der driver alle processer, der forekommer i det, hvoraf substratniveau-phosphorylering har en lille, skønt vigtig rolle, og er faktisk en af to måder, ATP produceres fra ADP hos mennesker. Oxidativ fosforylering er den anden mekanisme, der er nødvendig for at fremstille energi, hvoraf det meste sker inden i cellens mitokondrier. Ofte benævnt cellenes kraftcenter, er mitokondrier den organelle, hvor alle stadier af cellulær respiration forekommer, undtagen glycolyse. Alle trin i glykolyse, inklusive phosphorylering på substratniveau, sker i cellens cytosol, idet væske indeholder alle cellulære komponenter såsom kernen og ribosomer.
Cellulær respiration hos mennesker forekommer aerobt og består af fire stadier af reaktioner, gennem hvilke fødevarer omdannes til ATP. Glykolyse er starten på den proces, hvor substratniveau-phosphorylering er det sidste trin. Derefter anvendes pyruvat fra glycolyse til dannelse af acetyl-coenzym A, hvorfra affaldsproduktet kuldioxid frigives. Med Krebs-cyklussen bruges en del af coenzymet til at fremstille endnu et kemikalie kaldet citrat, mere carbondioxid frigives som ATP, NADH og et andet energiudbytende molekyle, der kaldes flavinadenindinucleotid (FADH2), er også slutprodukter. Den sidste af disse stadier er elektrontransportkæden og kemiosmose, hvormed energi, der er taget fra glukose, NADH og FADH2, bruges til bevægelse af brintioner over membranen i mitokondrierne samt til produktion af mere ATP.
Pyruvatkinase er det enzym, der er ansvarligt for katalysering af phosphorylering af substratniveau. Andre kemiske reaktioner af glykolyse og efterfølgende cellulære respirationsfaser involverer virkningen af et bestemt enzym, et protein, der er nødvendigt for at kontrollere reaktionshastigheden, hvilket er meget vigtigt for at opfylde energikravene i den menneskelige krop, da det kun tager et minut at forbruge alle tilgængelig ATP. Når reaktionen er afsluttet, genanvendes enzymet og bruges igen.