底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)是指
ATP的生成直接依赖于底物分子中的
高能键,通过将底物分子中的高能磷酸基团直接转移给
ADP(或GDP)形成
ATP(或GTP)的过程。这种ATP生成方式不依赖于
电子传递链或质子梯度,而是直接通过酶催化的化学反应完成。
底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation):是指物质在脱氢或脱水过程中,产生高能代谢物并直接将高能代谢物中
能量转移到
ADP(GDP)生成
ATP(GTP)的过程。
在
分解代谢过程中,底物因脱氢、脱水等作用而使能量在分子内部重新分布,形成
高能磷酸化合物,然后将高能磷酸基团转移到ADP形成ATP的过程。
1. 氧化磷酸化
偶联 在生物氧化过程中,
代谢物脱下的氢经
呼吸链氧化生成水时,所释放出的能量用于
ADP磷酸化生成
ATP。氧化是
放能反应,而ADP生成ATP是
吸能反应,这两个过程同时进行,即氧化时
偶联磷酸化的过程称为氧化磷酸化。这种方式生成的ATP约占ATP生成总数的80%,是维持
生命活动所需能量的主要来源。
3. 影响氧化磷酸化的因素
(1)ATP与ADP的调节作用: ADP/ATP比值下降,说明细胞储备ATP较多,所以
氧化磷酸化速度缓慢甚至停止。反之这个比值升高说明细胞需要
ATP,于是氧化磷酸化加速进行。
(2)
甲状腺素的调节作用: 导致氧化磷酸化增强,促进物质氧化分解代谢,结果
耗氧量和产热量均增加。故
甲状腺机能亢进的病人常出现
基础代谢率(BMR)增高、怕热,易出汗等症状。
(3)氧化磷酸化的
抑制剂:氧化磷酸化的抑制剂主要有两类:一是抑制
电子传递的抑制剂(
呼吸链抑制剂);另一类是使氧化磷酸化拆离的
解偶联剂。呼吸链抑制剂的作用与一定部位的电子传递体结合而阻碍其电子传递。
氧化磷酸化解偶联剂不影响呼吸链的电子传递,但能减弱或停止ATP合成的磷酸化反应。最常见的解偶联剂是2,4-
二硝基苯酚(DNP)。