Fosforylacja – jak przebiega?
Fosforylacja to proces metaboliczny, który polega na przyłączeniu fosforanu nieorganicznego do dowolnego związku podniesionego na wyższy poziom energetyczny, np. przejście z ADP na ATP.
Można wyróżnić kilka typów fosforylacji:
- fosforylacja oksydacyjna, gdzie synteza ATP zachodzi kosztem energii powstałej w trakcie transportu protonów wodoru i elektronów na tlen. Proces zachodzi w łańcuchu oddechowym. Fosforylacja oksydacyjna polega zatem na przepływie elektronów przez łańcuch oddechowy, powodując utlenianie nukleotydów pirydynowych i flawinowych. Atomy wodoru kierowane są na cytochromy, flawiny i nukleotydy nikotynamidoadeninowe (NAD i NADP). Energia zostaje zmagazynowana w makroergicznych wiązaniach fosforanowych ATP.
- fosforylacja fotosyntetyczna, gdzie synteza ATP zachodzi kosztem energii dostarczanej przez kwanty światła, a wyzwalana jest przez szereg przenośników. Proces zachodzi w fazie świetlnej fotosyntezy, czyli chloroplastach.
Fosforylacja fotosyntetyczna, w zależności od różnego układu przenośników elektronów może być:
- cykliczna – w fosforylacji tej, wybite elektrony przechodząc przez system przenośników, wracają z powrotem na system PSI, z pominięciem NADP. Nie zachodzi tu zatem fotoliza wody, a energia jest magazynowana tylko w ATP. Jest to uproszczona wersja fosforylacji niecyklicznej.
- niecykliczna – w fosforylacji tej, następuje pochłanianie fotonów światła ciemnoczerwonego przez system barwników PSI, co wpływa na uwolnienie elektronu i przekazanie przez przenośnik na ferredoksynę, a następnie na NADP. Wodór, który jest wynikiem fotolizy wody, zostaje przyłączony do NADP i redukuje go do NADPH2. Dzięki temu powstaje pierwszy składnik tzw. siły asymilacyjnej. Pozostałe cząsteczki wody jonów OH- zostają przekształcone na tlen i uwalniane przez rośliny wraz z wodą i dwoma elektronami, które przechodzą przez system przenośników. W tym czasie uwalniana jest energia, która umożliwia przyłączenie fosforanu nieorganicznego do ADP. Dzięki temu powstaje kolejny akumulator energii.
3. fosforylacja substratowa, jest typem fosforylacji oddechowej, gdzie synteza ATP z ADP i P następuje w przepływie elektronów przez łańcuch oddechowy i zachodzi na skutek bezpośredniego rozkładu substratu (jego utleniania). Takim przykładem jest np. rozkład zachodzący w czasie glikolizy z kwasu 3-fosfoglicerynowego do pirogronianu.
