सब्सट्रेट फास्फोरिलीकरण
सब्सट्रेट फास्फोरिलीकरण, जिसे सब्सट्रेट-स्तर फास्फोरिलीकरण भी कहा जाता है, एक जैव रासायनिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा कोशिकाएं एडेनोसिन डाइफॉस्फेट (एडीपी) से एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी) बनाती हैं। यह प्रक्रिया साइटोप्लाज्म में होती है और यह ग्लाइकोलाइसिस के रूप में जाने वाले चयापचय पथ में एक महत्वपूर्ण कदम है। एटीपी एक कोफ़ेक्टर, या कोएंजाइम है, जिसका अर्थ है कि हालांकि एक प्रोटीन ही नहीं, यह प्रतिक्रियाओं को चलाने, ऊर्जा को स्थानांतरित करने और सेल के लिए ईंधन स्रोत के रूप में कार्य करने के लिए आवश्यक है।
सब्सट्रेट फास्फोरिलीकरण के माध्यम से एटीपी का उत्पादन करने के लिए, एक अकार्बनिक फॉस्फेट समूह को अधिक ऊर्जावान अणु से एडीपी में स्थानांतरित किया जाना चाहिए। फॉस्फेट समूह में चार ऑक्सीजन परमाणु होते हैं जो एक केंद्रीय फॉस्फोरस परमाणु से बंधे होते हैं और एक नकारात्मक आवेश को वहन करते हैं। एक एंजाइम एडीपी और फॉस्फेट यौगिक के बीच प्रतिक्रिया की मध्यस्थता करता है। प्रतिक्रिया के उत्पाद एटीपी और एक अन्य यौगिक हैं, जिसमें हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, और कभी-कभी फास्फोरस शामिल हैं। एक पूरे के रूप में प्रतिक्रिया लेते हुए, हम एडीपी की कल्पना कर सकते हैं, इसके दो फॉस्फेट समूहों के साथ, एटीपी में परिवर्तित किया जा रहा है, एक अणु से एक फॉस्फेट समूह के अलावा, तीन फॉस्फेट समूहों के साथ एक अणु।
सब्सट्रेट फास्फोराइलेशन ग्लाइकोलिसिस के दौरान दो बार होता है, एक बहु-चरण चयापचय पथ जीवित जीवों के लिए आवश्यक है। ग्लाइकोलाइसिस में, शर्करा को कार्बनिक अम्ल पाइरूवेट और एटीपी में परिवर्तित किया जाता है। यह प्रक्रिया चयापचय के मूल में है, जिससे जीवों को चीनी को बदलने की अनुमति मिलती है जो वे पोषक तत्वों से ऊर्जा में प्राप्त करते हैं।
ग्लाइकोलाइसिस में प्रारंभिक सब्सट्रेट फास्फोरिलीकरण चरण के दौरान, एक फॉस्फेट समूह को 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसरेट नामक यौगिक से एडीपी में स्थानांतरित किया जाता है। दो सब्सट्रेट, एडीपी और 1,3-बिस्फोस्फोग्लिसराइएट, एंजाइम फॉस्फोग्लिसराइनेट किनेज़ से बंधते हैं, जो प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है। एटीपी और 3-फॉस्फोग्लाइसेरेट का उत्पादन होता है।
ग्लाइकोलाइसिस के अंतिम चरण में सब्सट्रेट फास्फोरिलीकरण भी शामिल है। एक उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट यौगिक, फॉस्फोनोलिफ्रुवेट, एंजाइम पाइरूवेट किनसे के माध्यम से अपने फॉस्फेट समूह को एडीपी में स्थानांतरित करता है। उत्पाद एटीपी और पाइरूवेट हैं, एक अणु जिसमें हाइड्रोजन और ऑक्सीजन शामिल हैं।
सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन बाहरी कारकों द्वारा नियंत्रित किया जाता है और हमेशा ग्लाइकोलाइसिस के दौरान नहीं हो सकता है। जब सेल में बड़ी मात्रा में एटीपी होता है लेकिन थोड़ा एडीपी होता है, उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया आगे नहीं बढ़ सकती है क्योंकि उपयोग करने के लिए पर्याप्त एडीपी नहीं है। खुद एटीपी की उपस्थिति भी शामिल एंजाइमों को बाधित कर सकती है।
ग्लाइकोलाइसिस को नियमित करने में हार्मोन एक भूमिका निभाते हैं। निम्न रक्त शर्करा का स्तर, जिसे निम्न रक्त शर्करा भी कहा जाता है, ग्लूकागन के उत्पादन का परिणाम है। यह हार्मोन अग्न्याशय में उत्पन्न होता है और रक्त शर्करा को बढ़ाता है। यह अंतिम ग्लाइकोलाइसिस चरण में पाइरूवेट किनसे की गतिविधि को रोकता है, जिससे सब्सट्रेट फॉस्फोराइलेशन को होने से रोकता है।
