FOSFORILASI TINGKAT SUBSTRAT

FOSFORILASI TINGKAT SUBSTRAT

Merupakan pembentukan ATP dengan cara mentransfer secara langsung gugus fosfat ke ADP dari suatu substrat intermediet dalam katabolisme Molekul berenergi tinggi mempunyai ikatan yang dilambangkan “~”. ~ merupakan gugus yang mudah ditransfer ke molekul akseptor. Salah satu gugus berpotensi transfer tinggi adalah gugus fosfat (~PO4). Energi dalam gugus fosfat dalam ATP adalah 35 kJ/mol.

 Secara lebih jelas, fosforilasi tingkat substrat adalah pembentukan ikatan fosfat berenergi tinggi yang sebelumnya tidak ada tanpa penggunaan O2 molekuler. Misalnya pada jalur glikolitik antara glukosa dan laktat, ATP dihasilkan dari pemindahan fosfat berenergi tinggi dari zat antara jalur glikolitik ke ADP. Salah satu zat antara pada jalur glikolitik yang mengandung ikatan fosfat berenergi tinggi, fosfoenolpiruvat (PEP), memiliki Δq^o hidrolisis sebesar -14 kkal. PEP mempunyai energi lebih tinggi daripada ATP, yaitu 62 kJ/mol. Senyawa asil fosfat dan asil koenzim A juga memiliki gugus fosfat berpotensi transfer tinggi. Suatu enzim memindahkan fosfat dari fosfoenolpiruvat ke ADP untuk menghasilkan ATP dalam suatu reaksi eksotermik. Enzim yang membantu dalam fosforilasi tingkat substrat ini adalah enzim kinase.

Senyawa yang mengandung fosfat berenergi tinggi tersebut dinamakan senyawa metabolic intermediate yang sering disebut senyawa pemindah energi tinggi (HETCs). Beberapa HETCs terdapat pada jalur glikolisis dan siklus asam sitrat.

ATP terbentuk dengan cara transfer langsung gugus fosfat dari substrat berenergi-tinggi  mejadi ADP.

 

Oksidasi glukosa dalam keadaan aerob dan anaerob akan menghasilkan sejumlah energi dalam bentuk ATP. Pada keadaan aerob sepanjang lintasan glikolisis akan terbentuk molekul ATP pertama melalui reaksi fosforilasi yang dikatalisi oleh enzim fosfogliserat kinase. Fosfogliserat kinase mengkatalisis transfer gugus fosfat dari asil fosfat 1,3 BPG ke ADP. Pembentukan ATP berikut melalui reaksi fosforilasi yang dikatalisis oleh enzim piruvat kinase. Ini merupakan contoh fosforilasi pada tingkat substrat. Dari fosforilasi tingkat substrat ini terbentuk masing-masing 2 molekul ATP. 

Reaksi-reaksi perpindahan substrat dari senyawa berenergi tinggi ke ADP sehingga terbentuk ATP:

1.      Gliserat 1,3 bifosfat menjadi 3 fosfogliserat : 1 ATP

2.      Phospo-enol pyruvat menjadi pyruvat : 1 ATP

3.      Acatyl fosfat menjadi asetat : 1 ATP   

Reaksi ini hanya terjadi pada bakteri yang memproduksi asetat, butirat, butanol, aseton, isopropanol

4.      Sintesis ATP dari Asil Koenzim A