Perbezaan Utama – Fosforilasi Tahap Substrat lwn Fosforilasi Oksidatif
Fosforilasi ialah proses yang menambahkan kumpulan fosfat ke dalam molekul organik oleh enzim tertentu. Ia merupakan mekanisme penting yang berlaku di dalam sel untuk memindahkan tenaga atau menyimpan tenaga dalam bentuk ikatan tenaga tinggi antara kumpulan fosfat. ATP terbentuk dalam sel melalui fosforilasi. Sebatian penting lain yang mengandungi fosfat juga disintesis melalui fosforilasi. Terdapat pelbagai jenis fosforilasi. Antaranya, fosforilasi tahap substrat dan fosforilasi oksidatif adalah perkara biasa dalam sel. Perbezaan utama antara fosforilasi tahap substrat dan fosforilasi oksidatif ialah dalam fosforilasi tahap substrat, kumpulan fosfat daripada sebatian terfosforilasi dipindahkan terus kepada ADP atau KDNK untuk membentuk ATP atau GTP tanpa melibatkan molekul lain manakala dalam fosforilasi oksidatif, nutrien atau bahan kimia menyediakan tenaga untuk memindahkan kumpulan fosfat kepada ADP dan menghasilkan ATP tenaga tinggi dengan bantuan elektron atau sistem pengangkutan H+.
Apakah Fosforilasi Tahap Substrat?
Pemindahan terus kumpulan fosfat daripada substrat kepada ADP untuk pembentukan ATP tenaga tinggi dikenali sebagai fosforilasi tahap substrat. Tindak balas ini kebanyakannya dimangkin oleh enzim kinase. Penderma kumpulan fosfat secara langsung menderma atau memindahkan kumpulan fosfat kepada ADP tanpa penglibatan perantara antara penderma dan ADP. Kumpulan fosfat dipindahkan dari molekul pertama dan diterima oleh molekul kedua. Tenaga yang dikeluarkan semasa pemecahan kumpulan fosfat digunakan untuk memfosforilasi ADP dalam fosforilasi tahap substrat, dan ia dikenali sebagai gandingan tindak balas. Ia boleh ditunjukkan melalui persamaan berikut.
Glikolisis ialah contoh paling biasa di mana ATP disintesis melalui fosforilasi tahap substrat apabila dua molekul fosfoenol piruvat ditukar kepada dua molekul piruvat oleh enzim piruvat kinase dalam keadaan aerobik atau anaerobik. Selain itu, semasa kitaran Krebs, ATP dihasilkan melalui fosforilasi tahap substrat.
Apakah itu Fosforilasi Oksidatif?
Fosforilasi oksidatif ialah proses yang memfosforilasi ADP untuk mensintesis ATP dengan memindahkan elektron di sepanjang rantai pengangkutan elektron pada peringkat akhir respirasi aerobik. Ia menggunakan pembawa elektron NADH dan enzim sintase ATP untuk pembentukan ATP. Tenaga dihasilkan daripada tindak balas redoks (kecerunan proton), dan fosfat berasal dari kumpulan fosfat tak organik. Fosforilasi oksidatif memerlukan oksigen molekul sebagai penerima elektron terakhir. Oleh itu, fosforilasi oksidatif hanya boleh dilaksanakan dalam keadaan aerobik, dan ia berlaku dalam membran dalaman mitokondria. Fosforilasi oksidatif ialah proses yang menghasilkan bilangan ATP yang lebih tinggi dalam organisma aerobik.
Rajah 02: Fosforilasi Oksidatif
Apakah perbezaan antara Fosforilasi Tahap Substrat dan Fosforilasi Oksidatif?
Fosforilasi Tahap Substrat lwn Fosforilasi Oksidatif |
|
| Fosforilasi tahap substrat memindahkan secara langsung kumpulan fosfat daripada substrat (sebatian fosforilasi) kepada ADP untuk menghasilkan ATP. | Fosforilasi oksidatif ialah proses di mana tenaga yang dibebaskan oleh pengoksidaan kimia nutrien digunakan untuk sintesis ATP. |
| Tenaga Digunakan | |
| Tenaga dijana daripada tindak balas berganding untuk proses ini. | Tenaga yang dijana daripada tindak balas rantai pengangkutan elektron digunakan untuk proses ini. |
| Potensi Redoks | |
| Perbezaan kecil potensi redoks dijana dalam fosforilasi tahap substrat. | Perbezaan besar dalam potensi redoks dijana untuk menggerakkan fosforilasi ini. |
| Syarat | |
| Ini berlaku dalam keadaan aerobik dan anaerobik. | Ini berlaku dalam keadaan aerobik. |
| Pengoksidaan Sebatian | |
| Substrat sebahagiannya teroksida. | Penderma elektron teroksida sepenuhnya. |
| Lokasi | |
| Pefosforilasi tahap substrat berlaku dalam sitosol dan mitokondria | Fosforilasi oksidatif berlaku dalam mitokondria. |
| Kejadian | |
| Ini boleh dilihat dalam kitaran glikolisis dan Krebs. | Ini berlaku hanya semasa rantai pengangkutan elektron. |
| Kaitan dengan Rantaian Pengangkutan Elektron dan ATP Synthase | |
| Pefosforilasi tahap substrat tidak dikaitkan dengan rantai pengangkutan elektron atau sintase ATP | Ini dikaitkan dengan rantai pengangkutan elektron dan sintase ATP. |
| Penglibatan O2 dan NADH | |
| Ini tidak menggunakan O2 atau NADH untuk pembentukan ATP. | Ini menggunakan O2 dan NADH untuk menghasilkan ATP. |
Ringkasan – Fosforilasi Tahap Substrat lwn Fosforilasi Oksidatif
Fosforilasi tahap substrat ialah proses yang menukarkan ADP kepada ATP melalui pemindahan terus kumpulan fosfat daripada sebatian terfosforilasi kepada ADP. Fosforilasi oksidatif menggunakan kecerunan proton (H+ kecerunan kepekatan ion) yang dijana dalam rantaian pengangkutan elektron untuk memfosforilasi ADP kepada ATP dalam organisma aerobik. Fosforilasi tahap substrat boleh dilihat dalam glikolisis dan kitaran Krebs. Fosforilasi oksidatif boleh dilihat dalam rantaian pengangkutan elektron. Ini ialah perbezaan antara fosforilasi tahap substrat dan fosforilasi oksidatif.
