Was ist die Substratphosphorylierung?

Substratphosphorylierung, auch Phosphorylierung auf Substratebene genannt, ist ein biochemischer Prozess, durch den Zellen Adenosintriphosphat (ATP) aus Adenosindiphosphat (ADP) herstellen.Dieser Prozess tritt im Zytoplasma auf und ist ein wichtiger Schritt im Stoffwechselweg, der als Glykolyse bekannt ist.ATP ist ein Cofaktor oder Coenzym, was bedeutet, dass es zwar nicht selbst ein Protein selbst ist, aber es ist wichtig, Reaktionen zu treiben, Energie zu übertragen und als Brennstoffquelle für die Zelle zu wirken.Die Phosphatgruppe muss von einem energetischeren Molekül auf ADP übertragen werden.Die Phosphatgruppe besteht aus vier Sauerstoffatomen, die an ein zentrales Phosphoratom gebunden sind und eine negative Ladung trägt.Ein Enzym vermittelt die Reaktion zwischen ADP und der Phosphatverbindung.Die Produkte der Reaktion sind ATP und eine andere Verbindung, bestehend aus Wasserstoff, Sauerstoff und manchmal Phosphor.Wenn wir die Reaktion als Ganzes übernehmen, können wir ADP mit seinen beiden Phosphatgruppen visualisieren, die durch die Zugabe einer Phosphatgruppe aus einem anderen Molekül in ATP umgewandelt werden.Ein mehrstufiger Stoffwechselweg, der für lebende Organismen von wesentlicher Bedeutung ist.In der Glykolyse wird die Zuckerglukose in das organische Säurepyruvat und ATP umgewandelt.Dieser Prozess ist der Kern des Stoffwechsels und ermöglicht es Organismen, den Zucker zu verwandeln, den sie von Nährstoffen in Energie gewinnen.

Während des frühen Substratphosphorylierungsschritts in der Glykolyse wird eine Phosphatgruppe aus einer Verbindung namens 1,3-Bisphosphoglyceration auf ADP übertragen.Die beiden Substrate ADP und 1,3-im-impisphosphoglycerate sind an die Kinase der Enzymphosphoglyzerase, die die Reaktion katalysiert.ATP und 3-Phosphoglyceration werden produziert.

Der letzte Schritt der Glykolyse umfasst auch die Substratphosphorylierung.Phosphoenolpyruvat, eine hohe Energienphosphatverbindung, überträgt ihre Phosphatgruppe über die Enzympyruvatkinase an ADP.Die Produkte sind ATP und Pyruvat, ein Molekül, das aus Wasserstoff und Sauerstoff besteht.

Die Substratphosphorylierung wird durch externe Faktoren reguliert und kann während der Glykolyse nicht immer auftreten.Wenn eine Zelle beispielsweise eine große Menge ATP, aber wenig ADP hat, kann die Reaktion möglicherweise nicht vorhanden sein, da nicht genügend ADP verwendet werden muss.Das Vorhandensein von ATP selbst kann auch die beteiligten Enzyme hemmen.

Hormone spielen auch eine Rolle bei der Regulierung der Glykolyse.Niedriger Blutzuckerspiegel, auch als niedriger Blutzucker bekannt, führt zur Produktion von Glucagon.Dieses Hormon wird in der Bauchspeicheldrüse hergestellt und erhöht den Blutzucker.Es hemmt die Aktivität von Pyruvatkinase im endgültigen Glykolyseschritt und verhindert, dass die Substratphosphorylierung stattfindet.