什么是底物磷酸化(Substrate Phosphorylation)？

底物磷酸化，又称底物水平磷酸化，是细胞从二磷酸腺苷（ADP）中生成三磷酸腺苷（ATP）的生化过程，发生在细胞质中，是糖酵解代谢途径中的重要步骤。ATP是一种辅助因子或辅酶，这意味着，尽管它本身不是蛋白质，但它在驱动反应、传递能量和作为细胞的燃料来源方面是必不可少的。线粒体利用底物水平磷酸化的副产品来产生为了通过底物磷酸化产生ATP，一个无机的磷酸基团必须从一个能量更大的分子转移到ADP上。磷酸基由四个氧原子组成，与一个中心磷原子结合并带负电荷。一种酶介导ADP和磷酸盐化合物之间的反应。反应的产物是ATP和另一种化合物由氢，氧，有时还有磷组成。把反应作为一个整体，我们可以看到ADP及其两个磷酸基，通过从另一个分子中加入一个磷酸基，转化成含有三个磷酸基的ATP分子为了通过底物磷酸化产生ATP，必须从一个能量更大的分子转移到ADP底物磷酸化在糖酵解过程中发生两次，这是生物体所必需的一个多步骤代谢途径。在糖酵解过程中，糖葡萄糖转化为有机酸丙酮酸和ATP。这个过程是新陈代谢的核心，使生物体将从营养物中获得的糖转化为能量在糖酵解的早期底物磷酸化步骤中，磷酸基从一种叫做1,3-双磷酸甘油酯的化合物转移到ADP上，这两种底物，ADP和1,3-双磷酸甘油酯，与磷酸甘油酸激酶结合，磷酸甘油激酶催化反应。生成ATP和3-磷酸甘油酯。糖酵解的最后一步还涉及底物磷酸化。磷酸烯醇丙酮酸，一种高能磷酸盐化合物，通过丙酮酸激酶将其磷酸基转移到ADP上。产物是ATP和丙酮酸，丙酮酸是一种由氢和氧组成的分子。底物磷酸化受外界因素的调节，可能并不总是发生在糖酵解。例如，当一个细胞有大量的ATP而很少的ADP时，由于没有足够的ADP可供使用，反应可能无法进行。ATP本身也可抑制相关酶。激素也在调节糖酵解过程中发挥作用。低血糖水平，也被称为低血糖，导致胰高血糖素的产生这种激素在胰腺中产生，可以提高血糖。它在最后的糖酵解步骤中抑制丙酮酸激酶的活性，防止底物磷酸化发生。糖尿病患者不能正确处理葡萄糖，从而导致危险的高血糖水平。