底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）是指代謝物在氧化分解過程中脫氫氧化時，分子內(nèi)能量重新分布，集中較高的自由能，形成了某些高能磷酸鍵，它可轉(zhuǎn)移給ADP形成ATP。這種底物分子氧化反應(yīng)與磷酸化反應(yīng)偶聯(lián)生成ATP的反應(yīng)過程稱為底物水平磷酸化。人體內(nèi)通過底物水平磷酸化生成ATP的量只占體內(nèi)ATP生成總量的5％以下。
底物磷酸化是生物氧化生成ATP的次要方式，但在發(fā)酵作用中是進行生物氧化取得能量的唯一方式。底物水平磷酸化不依賴于氧氣，在有氧和無氧條件下都能進行，其意義在于它是無氧條件下兼性生物細(xì)胞或厭氧微生物從有機化合物取得生物所需能量的主要來源。
名詞解釋
底物水平磷酸化（substrate level phosphorylation）：是指物質(zhì)在脫氫或脫水過程中，產(chǎn)生高能代謝物并直接將高能代謝物中能量轉(zhuǎn)移到ADP(GDP)生成ATP(GTP)的過程。
指在分解代謝過程中，底物因脫氫、脫水等作用而使能量在分子內(nèi)部重新分布，形成高能磷酸化合物，然后將高能磷酸基團轉(zhuǎn)移到ADP形成ATP的過程。例如在糖的分解代謝過程 中，甘油醛-3-磷酸脫氫并磷酸化生成甘油酸1，3-二磷酸，在分子中形成一個高能磷酸基團，在酶的催化下，甘油酸-1，3-二磷酸可將高能磷酸基團轉(zhuǎn)給ADP，生成甘油酸-3-磷酸與ATP。
又如甘油酸-2-磷酸脫水生成烯醇丙酸磷酸時，也能在分子內(nèi)部形成一個高能磷酸基團，然后再轉(zhuǎn)移到ADP生成ATP。
又如在三羧酸循環(huán)中，琥珀CoA（輔酶A）生成琥珀酸，同時伴有GTP的生成，也是底物水平磷酸化。
特點
底物水平磷酸化指高能化合物的放能水解作用或與基團轉(zhuǎn)移相偶聯(lián)的ATP合成作用。不包括光合磷酸化或呼吸鏈中氧化磷酸化的ATP生成過程。例如：糖酵解途徑中產(chǎn)生的高能磷酸化合物甘油酸1，3-二磷酸和烯醇式磷酸丙酮酸在酶的作用下，高能磷酸基團轉(zhuǎn)移到ADP分子上生成ATP。又如三羧酸循環(huán)中產(chǎn)生的高能硫化合物琥珀酰輔酶A在酶的作用下水解成琥珀酸，同時使GDP磷酸化為GTP，GTP再與ADP作用生成ATP。這些都是底物水平磷酸化的實例。底物水平磷酸化沒有共同的作用機制。
差別
對于
1. 氧化磷酸化偶聯(lián) 在生物氧化過程中，代謝物脫下的氫經(jīng)呼吸鏈氧化生成水時，所釋放出的能量用于ADP磷酸化生成ATP。氧化是放能反應(yīng)，而ADP生成ATP是吸能反應(yīng)，這兩個過程同時進行，即氧化時偶聯(lián)磷酸化的過程稱為氧化磷酸化。這種方式生成的ATP約占ATP生成總數(shù)的80%，是維持生命活動所需能量的主要來源。
2. 電子傳遞鏈中ATP形成的部位
3. 影響氧化磷酸化的因素
（1）ATP與ADP的調(diào)節(jié)作用： ADP/ATP比值下降，說明細(xì)胞儲備ATP較多，所以氧化磷酸化速度緩慢甚至停止。反之這個比值升高說明細(xì)胞需要ATP，于是氧化磷酸化加速進行。
（2）甲狀腺素的調(diào)節(jié)作用：導(dǎo)致氧化磷酸化增強，促進物質(zhì)氧化分解代謝，結(jié)果耗氧量和產(chǎn)熱量均增加。故甲狀腺機能亢進的病人常出現(xiàn)基礎(chǔ)代謝率（BMR）增高、怕熱，易出汗等癥狀。
（3）氧化磷酸化的抑制劑：氧化磷酸化的抑制劑主要有兩類：一是抑制電子傳遞的抑制劑（呼吸鏈抑制劑）；另一類是使氧化磷酸化拆離的解偶聯(lián)劑。呼吸鏈抑制劑的作用與一定部位的電子傳遞體結(jié)合而阻礙其電子傳遞。
氧化磷酸化解偶聯(lián)劑不影響呼吸鏈的電子傳遞，但能減弱或停止ATP合成的磷酸化反應(yīng)。最常見的解偶聯(lián)劑是2，4-2-硝基苯酚（DNP）。
參考資料 >