基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化の違い
目次:
主な違い–基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化
基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化は、生体内で発生する2種類のリン酸化プロセスです。リン酸化とは、ある化合物から別の化合物へのリン酸基の移動を指します。一般に、「リン酸化」という用語は、ATPの形成を説明するために使用されます。生物はATPの形でエネルギーを使用します。真核生物では、ATPを生成する細胞小器官はミトコンドリアです。しかし、ATPのいくつかは細胞質内でも生成されます。 NS 主な違い 基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化の間には、 基質レベルのリン酸化は、結合反応から得られたエネルギーを使用したリン酸基によるADPの直接リン酸化であり、酸化的リン酸化は、酸化されたNADHおよびFADHからのATPの生成です。2.
対象となる主要分野
1.基質レベルのリン酸化とは –定義、プロセス、特性 2.酸化的リン酸化とは何ですか –定義、プロセス、特性 3.基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化の類似点は何ですか –共通機能の概要 4.基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化の違いは何ですか –主な違いの比較
重要な用語：アデノシン二リン酸（ADP）、アデノシン三リン酸（ATP）、細胞質、解糖、クレブス回路、ミトコンドリア、酸化的リン酸化、基質レベルのリン酸化
基質レベルのリン酸化とは
基質レベルのリン酸化とは、リン酸基が基質からADPに転移するリン酸化の一種を指します。また、グアノシン三リン酸（GTP）を形成するために、リン酸基をグアノシン二リン酸（GDP）に追加することもできます。リン酸基は、カップリング反応によって基質から直接除去され、ADPまたはGDPに転送されます。基質レベルのリン酸化の反応例を図1に示します。
図1：基質レベルのリン酸化
基質レベルのリン酸化は解糖系とクレブス回路で起こります。解糖は、好気性呼吸と嫌気性呼吸の両方の最初のステップです。解糖系では、2つの基質レベルのリン酸化反応が起こり、4つのATP分子が生成されます。ホスホグリセリン酸キナーゼとピルビン酸キナーゼは、解糖系の基質レベルのリン酸化に関与する2つの酵素です。クレブス回路は、好気性呼吸でのみ発生します。クレブス回路では、基質レベルのリン酸化がミトコンドリアマトリックスで起こります。クレブス回路でも2つの基質レベルのリン酸化反応が起こります。ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼとコハク酸CoAリガーゼは、クレブス回路の基質レベルのリン酸化に関与する2つの酵素です。クレブス回路の間に、2ATPは基質レベルのリン酸化によって生成されます。 ATP、6NADH、2FADH以外2が生成され、それらの還元電位は、好気性呼吸における酸化的リン酸化によるATPの生成に使用されます。
酸化的リン酸化とは何ですか
酸化的リン酸化とは、電子伝達系から放出されたエネルギーを使用してATPを生成するリン酸化の一種を指します。真核生物のミトコンドリア内膜に見られます。原核生物では、酸化的リン酸化が原核生物で起こります。 NADHやFADHなどの高エネルギー分子2 解糖系、クレブス回路、および脂肪酸回路で形成されたものは、電子伝達系で酸化されて戻ります。これらの分子によって放出されるエネルギーは、酸化的リン酸化におけるATPの生成に使用されます。酸化的リン酸化は、好気性呼吸でのみ発生します。ブドウ糖1分子あたり26ATPを生成します。酸化的リン酸化を図2に示します。
図2：酸化的リン酸化
酸化的リン酸化に関与する酵素は、ATPシンターゼ、シトクロムレダクターゼ、シトクロムCオキシダーゼ、およびNADH-Qレダクターゼです。
基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化の類似点
基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化の違い
意味
基質レベルのリン酸化： 基質レベルのリン酸化とは、リン酸基が基質からADPに転移するリン酸化の一種を指します。
酸化的リン酸化： 酸化的リン酸化とは、電子伝達系から放出されたエネルギーを使用してATPを生成するリン酸化の一種を指します。
位置
基質レベルのリン酸化： 基質レベルのリン酸化は、細胞質とミトコンドリアマトリックスで起こります。
酸化的リン酸化： 酸化的リン酸化はミトコンドリアの内膜で起こります。
機構
基質レベルのリン酸化： リン酸基は、カップリング反応によって基質から直接除去され、ADPに移動します。
酸化的リン酸化： リン酸基は、電子伝達系で放出されるエネルギーから追加されます。
相関
基質レベルのリン酸化： 基質リン酸化は直接リン酸化です。
酸化的リン酸化： 酸化的リン酸化は間接的なリン酸化です。
発生
基質レベルのリン酸化： 基質レベルのリン酸化は、解糖とクレブス回路で起こります。
酸化的リン酸化： 酸化的リン酸化は、電子伝達系で発生します。
補酵素の酸化/還元
基質レベルのリン酸化： NADとFADは、基質レベルのリン酸化中に減少します。
酸化的リン酸化： NADH+ およびFADH+ 酸化的リン酸化の間に酸化されます。
純ATP生産
基質レベルのリン酸化： 基質レベルのリン酸化中に4つのATPが生成されます。
酸化的リン酸化： 酸化的リン酸化の間に34個のATPが生成されます。
酸化還元電位
基質レベルのリン酸化： 基質の酸化還元電位の変化は、基質レベルのリン酸化では少ない。
酸化的リン酸化： 基質の酸化還元電位の変化は、酸化的リン酸化にあります。
酸化レベル
基質レベルのリン酸化： 基質の部分酸化は、基質レベルのリン酸化で起こります。
酸化的リン酸化： 電子供与体の完全な酸化は、酸化的リン酸化で起こります。
結論
基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化は、生体内でATPを生成する2つの方法です。 ATPは、細胞メカニズムで使用されるエネルギー分子の主要な形態です。基質レベルのリン酸化は、解糖とクレブス回路で起こります。酸化的リン酸化は、電子伝達系で発生します。基質レベルのリン酸化は、リン酸基がADP分子に直接転移する直接型のリン酸化です。酸化的リン酸化は、電子伝達系で放出されたエネルギーがATPの生成に使用される間接的なリン酸化法です。基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化の主な違いは、ATPの生成メカニズムです。
リファレンス：
1.「基質レベルのリン酸化」。ウィキペディア、ウィキメディア財団、2017年10月6日、ここで入手可能2.バーグ、ジェレミーM.「酸化的リン酸化」。生化学。第5版、米国国立医学図書館、1970年1月1日、こちらから入手できます。
画像提供：
1.「ATPを生成する基質レベルのリン酸化」Yikrazuul著– Commons Wikimedia2を介した自身の研究（パブリックドメイン）。 「ミトコンドリア電子伝達系-Etc4」Fvasconcellos22：35、2007年9月9日（UTC）– Commons Wikimedia経由のTimVickers（パブリックドメイン）によるw：Image：Etc4.pngのベクトルバージョン
