Hva er fosforylering på undernivå?

Fosforylering på underlagsnivå omfatter visse kjemiske reaksjoner som oppstår i menneskelige celler under glykolyse, og omdannelsen av glukose fører til produksjon av to høye energimolekyler, referert til som adenosintrifosfat (ATP). Dette oppnås gjennom den kjemiske overføringen av en fosfatgruppe fra hver av to fosfoenolpyruvat (PEP) molekyler, og danner ADP, som deretter transformeres til ATP. I tillegg til ATP, gir glykolyse også to molekyler nikotinamidadenindinukleotid (NADH) i redusert form og pyruvat, som settes i neste fase av cellulær respirasjon.

ATP er det viktigste energimolekylet som brukes av celler, og driver alle prosesser som forekommer i det, hvorav fosforylering på substratnivå har en liten, men viktig rolle, og er faktisk en av to måter ATP produseres fra ADP hos mennesker. Oksidativ fosforylering er den andre mekanismen som er nødvendig for å lage energi, det meste skjer inne i cellens mitokondrier. Ofte referert til som kraftverket til cellen, er mitokondriene organellen der alle stadier av cellulær respirasjon forekommer, bortsett fra glykolyse. Alle trinn i glykolyse, inkludert fosforylering på substratnivå, skjer i cellens cytosol, væske som inneholder alle cellulære komponenter som kjernen og ribosomer.

Cellulær respirasjon hos mennesker skjer aerobt og består av fire reaksjonsstadier som maten omdannes til ATP. Glykolyse er begynnelsen på prosessen hvor fosforylering av substratnivå er det siste trinnet. Deretter blir pyruvat fra glykolyse brukt til å danne acetylkoenzym A, hvorav avfallsproduktet karbondioksyd frigjøres. Med Krebs-syklusen brukes en del av koenzymet til å lage enda et kjemisk stoff som kalles citrat, mer karbondioksid frigjøres som ATP, NADH, og et annet energigivende molekyl kalt flavinadenindinukleotid (FADH2) er også sluttprodukter. Den siste av disse stadiene er elektrontransportkjeden og kjemiosmose, der energi fra glukose, NADH og FADH2 brukes i bevegelsen av hydrogenioner over membranen i mitokondriene, samt til produksjon av mer ATP.

Pyruvat kinase er det enzymet som er ansvarlig for katalysering av fosforylering på substratnivå. Andre kjemiske reaksjoner av glykolyse og påfølgende cellulære respirasjonsfaser involverer virkningen av et bestemt enzym, et protein som er nødvendig for å kontrollere reaksjonshastigheten, noe som er veldig viktig for å oppfylle energikravene i menneskekroppen, da det tar bare et minutt å konsumere alt tilgjengelig ATP. Når reaksjonen er fullført, resirkuleres enzymet og brukes igjen.