O que é fosforilação no nível do substrato?

A fosforilação do nível do substrato abrange certas reações químicas que ocorrem nas células humanas durante a glicólise, a conversão de glicose que leva à produção de duas moléculas de alta energia, denominadas adenosina trifosfato (ATP). Isso é realizado através da transferência química de um grupo fosfato de cada uma das duas moléculas de fosfoenolpiruvato (PEP), formando ADP, que é então transformado em ATP. Além do ATP, a glicólise também produz duas moléculas de dinucleotídeo de adenina de nicotinamida (NADH) em forma reduzida e piruvato, que é colocado na próxima fase do respiração celular. De duas maneiras de o ATP é produzido a partir de ADP em humanos. A fosforilação oxidativa é o outro mecanismo necessário para produzir energia, a maioria dos quais acontece dentro das mitocôndrias da célula. Muitas vezesReferida como a potência da célula, as mitocôndrias são a organela em que todos os estágios da respiração celular ocorrem, exceto a glicólise. Todas as etapas da glicólise, incluindo a fosforilação do nível do substrato, acontecem no citosol da célula, fluido contendo todos os componentes celulares, como o núcleo e os ribossomos.

A respiração celular em humanos ocorre aerobicamente e consiste em quatro estágios de reações através das quais os alimentos são convertidos em ATP. A glicólise é o começo do processo do qual a fosforilação no nível do substrato é a última etapa. Em seguida, o piruvato da glicólise é usado para formar acetil coenzima A, a partir da qual o dióxido de carbono do produto residual é liberado. Com o ciclo Krebs, parte da coenzima é usada para fazer mais um produto químico chamado citrato, mais dióxido de carbono é liberado como ATP, NADH, e outra molécula de rendimento de energia denominada flavina adenina dinucleotide (FADH2) também são produtos finais. O último desses estágios é a cadeia de transporte de elétrons e a quimiosmose, pela qual a energia retirada da glicose, NADH e FADH2 é usada no movimento de íons hidrogênio na membrana das mitocôndrias, bem como na produção de mais ATP.

A piruvato quinase é a enzima responsável pela catalisação da fosforilação do nível do substrato. Outras reações químicas de glicólise e fases subsequentes de respiração celular envolvem a ação de uma certa enzima, uma proteína necessária para controlar a velocidade das reações, o que é muito importante para atender aos requisitos de energia do corpo humano, pois leva apenas um minuto para consumir todo o ATP disponível. Uma vez concluído a reação, a enzima é reciclada e usada novamente.