Perbedaan Kunci – Fosforilasi Tingkat Substrat vs Fosforilasi Oksidatif
Fosforilasi adalah proses yang menambahkan gugus fosfat ke dalam molekul organik oleh enzim tertentu. Ini adalah mekanisme penting yang terjadi di dalam sel untuk mentransfer energi atau menyimpan energi dalam bentuk ikatan energi tinggi antara gugus fosfat. ATP dibentuk dalam sel melalui fosforilasi. Senyawa penting lainnya yang mengandung fosfat juga disintesis oleh fosforilasi. Ada berbagai jenis fosforilasi. Di antara mereka, fosforilasi tingkat substrat dan fosforilasi oksidatif yang umum dalam sel. Perbedaan utama antara fosforilasi tingkat substrat dan fosforilasi oksidatif adalah bahwa dalam fosforilasi tingkat substrat, gugus fosfat dari senyawa terfosforilasi secara langsung ditransfer ke ADP atau GDP untuk membentuk ATP atau GTP tanpa melibatkan molekul lain sedangkan dalam fosforilasi oksidatif, nutrisi atau bahan kimia menyediakan energi untuk mentransfer gugus fosfat ke ADP dan menghasilkan ATP berenergi tinggi dengan bantuan elektron atau sistem transpor H+.
Apa itu Fosforilasi Tingkat Substrat?
Transfer langsung gugus fosfat dari substrat ke ADP untuk pembentukan ATP energi tinggi dikenal sebagai fosforilasi tingkat substrat. Reaksi ini sebagian besar dikatalisis oleh enzim kinase. Donor gugus fosfat secara langsung mendonorkan atau mentransfer gugus fosfat ke ADP tanpa melibatkan perantara antara donor dan ADP. Gugus fosfat ditransfer dari molekul pertama dan diterima oleh molekul kedua. Energi yang dilepaskan selama pemecahan gugus fosfat digunakan untuk fosforilasi ADP dalam fosforilasi tingkat substrat, dan ini dikenal sebagai penggabungan reaksi. Hal ini dapat ditunjukkan oleh persamaan berikut.
Glikolisis adalah contoh paling umum di mana ATP disintesis melalui fosforilasi tingkat substrat ketika dua molekul fosfoenol piruvat diubah menjadi dua molekul piruvat oleh enzim piruvat kinase dalam kondisi aerob atau anaerob. Selain itu, selama siklus Krebs, ATP diproduksi melalui fosforilasi tingkat substrat.
Apa itu Fosforilasi Oksidatif?
Fosforilasi oksidatif adalah proses yang memfosforilasi ADP untuk mensintesis ATP dengan mentransfer elektron di sepanjang rantai transpor elektron pada tahap akhir respirasi aerobik. Ini menggunakan pembawa elektron NADH dan enzim ATP sintase untuk pembentukan ATP. Energi dihasilkan dari reaksi redoks (gradien proton), dan fosfat berasal dari kumpulan fosfat anorganik. Fosforilasi oksidatif membutuhkan oksigen molekuler sebagai akseptor elektron terakhir. Oleh karena itu, fosforilasi oksidatif hanya dapat dilakukan di bawah kondisi aerobik, dan itu terjadi di membran dalam mitokondria. Fosforilasi oksidatif adalah proses yang menghasilkan jumlah ATP yang lebih tinggi dalam organisme aerobik.
Gambar 02: Fosforilasi Oksidatif
Apa perbedaan antara Fosforilasi Tingkat Substrat dan Fosforilasi Oksidatif?
Fosforilasi Tingkat Substrat vs Fosforilasi Oksidatif |
|
| Fosforilasi tingkat substrat secara langsung mentransfer gugus fosfat dari substrat (senyawa terfosforilasi) ke ADP untuk menghasilkan ATP. | Fosforilasi oksidatif adalah proses di mana energi yang dilepaskan oleh oksidasi kimia nutrisi digunakan untuk sintesis ATP. |
| Energi yang Digunakan | |
| Energi dihasilkan dari reaksi gabungan untuk proses ini. | Energi yang dihasilkan dari reaksi rantai transpor elektron digunakan untuk proses ini. |
| Potensi Redoks | |
| Sedikit perbedaan potensial redoks dihasilkan dalam fosforilasi tingkat substrat. | Perbedaan besar dalam potensial redoks dihasilkan untuk menggerakkan fosforilasi ini. |
| Kondisi | |
| Ini terjadi dalam kondisi aerobik dan anaerobik. | Ini terjadi dalam kondisi aerobik. |
| Oksidisasi Senyawa | |
| Substrat teroksidasi sebagian. | Donor elektron teroksidasi sempurna. |
| Lokasi | |
| Fosforilasi tingkat substrat terjadi di sitosol dan mitokondria | Fosforilasi oksidatif terjadi di mitokondria. |
| Kejadian | |
| Hal ini dapat dilihat pada glikolisis dan siklus Krebs. | Ini hanya terjadi selama rantai transpor elektron. |
| Asosiasi dengan Rantai Transpor Elektron dan ATP Sintase | |
| Fosforilasi tingkat substrat tidak terkait dengan rantai transpor elektron atau ATP sintase | Ini terkait dengan rantai transpor elektron dan ATP sintase. |
| Keterlibatan O2 dan NADH | |
| Ini tidak menggunakan O2 atau NADH untuk pembentukan ATP. | Ini menggunakan O2 dan NADH untuk menghasilkan ATP. |
Ringkasan – Fosforilasi Tingkat Substrat vs Fosforilasi Oksidatif
Fosforilasi tingkat substrat adalah proses yang mengubah ADP menjadi ATP melalui transfer langsung gugus fosfat dari senyawa terfosforilasi ke ADP. Fosforilasi oksidatif menggunakan gradien proton (gradien konsentrasi ion H+) yang dihasilkan dalam rantai transpor elektron untuk memfosforilasi ADP menjadi ATP dalam organisme aerobik. Fosforilasi tingkat substrat dapat dilihat pada glikolisis dan siklus Krebs. Fosforilasi oksidatif dapat dilihat pada rantai transpor elektron. Inilah perbedaan antara fosforilasi tingkat substrat dan fosforilasi oksidatif.
