ตัวถูกเปลี่ยนและปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ตัวถูกเปลี่ยนและปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน

ตัวถูกเปลี่ยน vs. ปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน

ตัวถูกเปลี่ยน หรือ ซับสเตรต (substrate) ในทางชีววิทยาและวิทยาเอนไซม์ หมายถึง โมเลกุลที่เอนไซม์จับ เอนไซม์เร่งปฏิกิริยาเคมีที่มีตัวถูกเปลี่ยนมาเกี่ยวข้อง ในกรณีตัวถูกเปลี่ยนตัวเดียว ตัวถูกเปลี่ยนจะยึดกับบริเวณเร่ง (active site) ของเอนไซม์ และเกิดเป็นสารประกอบเชิงซ้อนเอนไซม์กับตัวถูกเปลี่ยน (enzyme-substrate complex) เมื่อสิ้นสุดปฏิกิริยา จะได้ผลิตภัณฑ์ออกมาหนึ่งชนิดหรือมากกว่า ซึ่งจะถูกปล่อยจากบริเวณเร่ง บริเวณเร่งของเอนไซม์ก็จะสามารถรับโมเลกุลตัวถูกเปลี่ยนตัวใหม่ได้อีก ในกรณีที่มีตัวถูกเปลี่ยนมากกว่าหนึ่งตัว ตัวถูกเปลี่ยนอาจจับกับบริเวณเร่งตามลำดับที่เจาะจง ก่อนที่จะทำปฏิกิริยากันเกิดเป็นผลิตภัณฑ์ ปฏิกิริยาระหว่างเอนไซม์กับตัวถูกเปลี่ยน เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ E + S ⇌ ES → EP ⇌ E + P โดยที่ E คือ เอนไซม์ S คือ ตัวถูกเปลี่ยน และ P คือ ผลิตภัณฑ์ ขณะที่ขั้นแรก (ขั้นจับ) และขั้นที่สาม (ขั้นปล่อย) โดยทั่วไปสามารถผันกลับได้ แต่ขั้นที่สองอาจผันกลับไม่ได้หรือผันกลับได้ก็ได้ การเพิ่มความเข้มข้นของตัวถูกเปลี่ยน จะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาเนื่องจากโอกาสเกิดสารประกอบเชิงซ้อนระหว่างเอนไซม์กับตัวถูกเปลี่ยนเพิ่มขึ้น ยกเว้นความเข้มข้นของเอนไซม์จะเป็นปัจจัยจำกัด คือ เมื่อเพิ่มความเข้มข้นของตัวถูกเปลี่ยนไปถึงจุดหนึ่งแล้ว อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะไม่เพิ่มขึ้นอีก เพราะเอนไซม์อิ่มตัวด้วยตัวถูกเปลี่ยน หมวดหมู่:โมเลกุลชีวภาพ หมวดหมู่:จลนศาสตร์เอนไซม์ หมวดหมู่:ตัวเร่งปฏิกิริยา. การขนถ่ายอิเล็กตรอนในไมโทคอนเดรียของยูคาริโอต และการสร้าง ATP ปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน (Oxidative phosphorylation) เป็นวิถีเมแทบอลิซึมซึ่งใช้พลังงานที่ปลดปล่อยออกมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารอาหารเพื่อสร้างอะดีโนซีนไตรฟอสเฟต (ATP) ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เก็บสะสมพลังงานเพื่อใช้ในเมแทบอลิซึม แม้สิ่งมีชีวิตต่าง ๆ บนโลกจะใช้สารอาหารต่างกัน แต่สิ่งมีชีวิตที่อาศัยออกซิเจนแทบทุกชนิดล้วนเกิดปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชันเพื่อสร้าง ATP สาเหตุที่วิถีนี้พบได้แพร่หลายอาจเป็นเพราะมันเป็นวิถีที่ทรงประสิทธิภาพในการปลดปล่อยพลังงาน เมื่อเทียบกับกระบวนการการหมักทางเลือก เช่น ไกลโคไลสิสแบบไม่ใช้ออกซิเจน (anaerobic glycolysis) ระหว่างปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน อิเล็กตรอนจะถูกขนส่งจากตัวให้อิเล็กตรอนไปยังตัวรับอิเล็กตรอน เช่น ออกซิเจน ในปฏิกิริยารีดอกซ์ ปฏิกิริยารีดอกซ์เหล่านี้ปลดปล่อยพลังงาน ซึ่งถูกใช้เพื่อสร้าง ATP ในยูคาริโอต ปฏิกิริยารีดอกซ์เหล่านี้ดำเนินโดยโปรตีนคอมเพลกซ์ภายในผนังระหว่างเยื่อหุ้มไมโทคอนเดรีย ขณะที่ในโปรคาริโอต โปรตีนเหล่านี้พบได้ในช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มเซลล์ ชุดโปรตีนที่เกี่ยวโยงกันนี้เรียกว่า ลูกโซ่ของการขนส่งอิเล็กตรอน (electron transport chain) ในยูคาริโอต มีโปรตีนคอมเพลกซ์จำนวนห้าคอมเพลกซ์เข้ามาเกี่ยวข้อง ขณะที่ในโปรคาริโอต อาจพบเอนไซม์หลายชนิด โดยใช้ตัวให้และรับอิเล็กตรอนที่หลากหลาย พลังงานที่อิเล็กตรอนปลดปล่อยออกมาและไหลผ่านลูกโซ่ของการขนส่งอิเล็กตรอนนี้ถูกนำไปใช้เพื่อขนส่งอิเล็กตรอนข้ามเยื่อหุ้มชั้นในของไมโทคอนเดรีย ในกระบวนการที่เรียกว่า เคมิออสโมซิส (chemiosmosis) ซึ่งสร้างพลังงานศักย์ในรูปของความแตกต่าง (gradient) ของค่า pH และศักย์ไฟฟ้าข้ามเยื่อหุ้มนี้ การเก็บสะสมพลังงานดังกล่าวจะลดลงเมื่อโปรตอนไหลกลับผ่านเยื่อหุ้มและลดความแตกต่างนี้ ผ่านเอนไซม์ขนาดใหญ่ที่เรียกว่า เอทีพีซินเทส (ATP synthase) เอนไซม์นี้ใช้พลังงานดังกล่าวเพื่อสร้าง ATP จากอะดีโนซีนไดฟอสเฟต (ADP) ในปฏิกิริยาฟอสโฟรีเลชัน ปฏิกิริยานี้ถูกขับเคลื่อนโดยการไหลของโปรตอน ซึ่งทำให้เกิดการหมุนบางส่วนของเอนไซม์ เอทีพีซินเทสเป็นมอเตอร์กลแบบหมุน แม้ว่า ปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชันจะเป็นส่วนสำคัญของเมแทบอลิซึม แต่ปฏิกิริยาดังกล่าวก็ผลิตออกซิเจนที่เกิดปฏิกิริยาได้ (reactive oxygen) อย่างซูเพอร์ออกไซด์และไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ ซึ่งนำไปสู่การแพร่กระจายของอนุมูลอิสระ ซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายแก่เซลล์ และเป็นสาเหตุหนึ่งของโรคภัยต่าง ๆ และอาจรวมถึงการสูงวัย (ภาวะสู่วัยชรา) ด้วย ยาและพิษหลายชนิดมีฤทธิ์ยับยั้งกิจกรรมของเอนไซม์ที่ดำเนินวิถีเมแทบอลิซึม.