Principal diferença - Fosforilação em nível de substrato vs fosforilação oxidativa

A fosforilação em nível de substrato e a fosforilação oxidativa são dois tipos de processos de fosforilação que ocorrem dentro de organismos vivos. Fosforilação refere-se à transferência do grupo fosfato de um composto para outro. Geralmente, o termo "Fosforilação" é usado para descrever a formação de ATP. Os organismos usam energia na forma de ATP. Nos eucariotos, a organela que produz ATP é o mitocôndrio. Porém, alguns dos ATPs também são produzidos dentro do citoplasma. o principal diferença entre a fosforilação em nível de substrato e a fosforilação oxidativa é que fosforilação em nível de substrato é uma fosforilação direta de ADP com um grupo fosfato usando a energia obtida de uma reação acoplada, enquanto a fosforilação oxidativa é a produção de ATP a partir do NADH e FADH oxidados₂.

Principais áreas cobertas

1. O que é Fosforilação no Nível do Substrato - Definição, Processo, Características 2. O que é Fosforilação Oxidativa - Definição, Processo, Características 3. Quais são as semelhanças entre a fosforilação no nível do substrato e a fosforilação oxidativa - Esboço de características comuns 4. Qual é a diferença entre a fosforilação no nível do substrato e a fosforilação oxidativa - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: difosfato de adenosina (ADP), trifosfato de adenosina (ATP), citoplasma, glicólise, ciclo de Krebs, mitocôndrias, fosforilação oxidativa, fosforilação em nível de substrato

O que é Fosforilação no Nível do Substrato

Fosforilação em nível de substrato refere-se a um tipo de fosforilação em que um grupo fosfato é transferido de um substrato para ADP. Também pode adicionar um grupo fosfato ao difosfato de guanosina (GDP) para formar um trifosfato de guanosina (GTP). O grupo fosfato é removido diretamente de um substrato por uma reação acoplada e transferido para ADP ou GDP. Um exemplo de reação da fosforilação em nível de substrato é mostrado na figura 1.

Figura 1: Fosforilação em nível de substrato

A fosforilação em nível de substrato ocorre na glicólise e no ciclo de Krebs. A glicólise é a primeira etapa da respiração aeróbica e da respiração anaeróbica. Na glicólise, ocorrem duas reações de fosforilação em nível de substrato e quatro moléculas de ATP são produzidas. A fosfoglicerato quinase e a piruvato quinase são as duas enzimas que estão envolvidas na fosforilação do nível de substrato na glicólise. O ciclo de Krebs ocorre apenas na respiração aeróbia. No ciclo de Krebs, a fosforilação em nível de substrato ocorre na matriz mitocondrial. Duas reações de fosforilação em nível de substrato também ocorrem no ciclo de Krebs. A fosfoenolpiruvato carboxicinase e a succinato CoA ligase são as duas enzimas envolvidas na fosforilação do nível de substrato no ciclo de Krebs. Durante o ciclo de Krebs, 2ATPs são produzidos pela fosforilação em nível de substrato. Diferente de ATP, 6NADHs e 2FADH₂s são produzidos, e seus potenciais de redução são usados ​​na geração de ATP pela fosforilação oxidativa na respiração aeróbia.

O que é Fosforilação Oxidativa

A fosforilação oxidativa se refere a um tipo de fosforilação que usa a energia liberada da cadeia de transporte de elétrons para gerar ATP. É encontrada na membrana interna da mitocôndria em eucariotos. Em procariotos, a fosforilação oxidativa ocorre na membrana plasmática. Moléculas de alta energia, como NADH e FADH₂ que são formados na glicólise, ciclo de Krebs e ciclo do ácido graxo, são oxidados de volta na cadeia de transporte de elétrons. As energias liberadas por essas moléculas são utilizadas na geração de ATP na fosforilação oxidativa. A fosforilação oxidativa ocorre apenas na respiração aeróbica. Ele produz 26 ATP por uma molécula de glicose. A fosforilação oxidativa é mostrada na figura 2.

Figura 2: Fosforilação Oxidativa

As enzimas que estão envolvidas na fosforilação oxidativa são ATP sintase, citocromo redutase, citocromo C oxidase e NADH-Q redutase.

Semelhanças entre a fosforilação no nível do substrato e a fosforilação oxidativa

Diferença entre a fosforilação no nível do substrato e a fosforilação oxidativa

Definição

Fosforilação em nível de substrato: Fosforilação em nível de substrato refere-se a um tipo de fosforilação em que um grupo fosfato é transferido de um substrato para ADP.

Fosforilação oxidativa: A fosforilação oxidativa se refere a um tipo de fosforilação que usa a energia liberada da cadeia de transporte de elétrons para gerar ATP.

Localização

Fosforilação em nível de substrato: A fosforilação em nível de substrato ocorre no citoplasma e na matriz da mitocôndria.

Fosforilação oxidativa: A fosforilação oxidativa ocorre na membrana interna da mitocôndria.

Mecanismo

Fosforilação em nível de substrato: Um grupo fosfato é removido diretamente de um substrato por uma reação acoplada e transferido para ADP.

Fosforilação oxidativa: Grupos fosfato são adicionados a partir da energia liberada na cadeia de transporte de elétrons.

Correlação

Fosforilação em nível de substrato: A fosforilação do substrato é uma fosforilação direta.

Fosforilação oxidativa: A fosforilação oxidativa é uma fosforilação indireta.

Ocorrência

Fosforilação em nível de substrato: A fosforilação em nível de substrato ocorre na glicólise e no ciclo de Krebs.

Fosforilação oxidativa: A fosforilação oxidativa ocorre na cadeia de transporte de elétrons.

Oxidação / redução de coenzimas

Fosforilação em nível de substrato: NAD e FAD são reduzidos durante a fosforilação em nível de substrato.

Fosforilação oxidativa: NADH⁺ e FADH⁺ são oxidados durante a fosforilação oxidativa.

Produção Net ATP

Fosforilação em nível de substrato: Quatro ATPs são produzidos durante a fosforilação em nível de substrato.

Fosforilação oxidativa: Trinta e quatro ATPs são produzidos durante a fosforilação oxidativa.

Potencial redox

Fosforilação em nível de substrato: A alteração do potencial redox do substrato é menor na fosforilação em nível de substrato.

Fosforilação oxidativa: A mudança do potencial redox do substrato está mais na fosforilação oxidativa.

Nível de Oxidação

Fosforilação em nível de substrato: A oxidação parcial do substrato ocorre na fosforilação do nível do substrato.

Fosforilação oxidativa: A oxidação completa dos doadores de elétrons ocorre na fosforilação oxidativa.

Conclusão

A fosforilação em nível de substrato e a fosforilação oxidativa são dois métodos de geração de ATP dentro dos organismos vivos. O ATP é a principal forma de moléculas de energia usadas em mecanismos celulares. A fosforilação em nível de substrato ocorre na glicólise e no ciclo de Krebs. A fosforilação oxidativa ocorre na cadeia de transporte de elétrons. A fosforilação em nível de substrato é um tipo direto de fosforilação em que um grupo fosfato é transferido diretamente para uma molécula de ADP. A fosforilação oxidativa é um método indireto de fosforilação em que a energia liberada na cadeia de transporte de elétrons é usada na geração de ATP. A principal diferença entre a fosforilação em nível de substrato e a fosforilação oxidativa são os mecanismos de produção de ATP.

Referência:

1. “Fosforilação em nível de substrato.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 6 de outubro de 2017, disponível aqui.2.Berg, Jeremy M. “Oxidative Phosphorylation.” Bioquímica. 5ª edição., U.S. National Library of Medicine, 1 de janeiro de 1970, disponível aqui.

Cortesia de imagem:

1. “Fosforilação em nível de substrato gerando ATP” Por Yikrazuul - Trabalho próprio (Domínio Público) via Commons Wikimedia2. “Cadeia de transporte de elétrons mitocondrial-Etc4” Por Fvasconcellos 22:35, 9 de setembro de 2007 (UTC) - Versão vetorial de w: Imagem: Etc4.png por TimVickers, (Domínio Público) via Commons Wikimedia