redresse=1.25|vignette|Principe de la phosphorylation au niveau du substrat. R représente un résidu organique.
La phosphorylation au niveau du substrat est un type de réaction chimique du métabolisme cellulaire consistant en la phosphorylation de l'adénosine diphosphate (ADP) ou de la guanosine diphosphate (GDP) par transfert direct d'un groupe phosphate à partir d'une petite molécule phosphorylée ou d'une molécule de phosphate inorganique pour former respectivement de l'adénosine triphosphate (ATP) ou de la guanosine triphosphate (GTP). De telles réactions requièrent une quantité d'énergie équivalente à celle libérée par l'hydrolyse de l'ATP, soit une variation d'enthalpie libre , et sont catalysées par des enzymes qui réalisent le couplage avec une réaction exergonique libérant une quantité d'énergie au moins égale à cette valeur : ainsi, l'hydrolyse du groupe phosphate du phosphoénolpyruvate (PEP) libère , ce qui permet à la pyruvate kinase de phosphoryler une molécule d'ADP en ATP.
{| align="center"
| 75px
| rowspan = "2" | + ADP → ATP +
| 60px
|- align="center" valign="middle"
| PEP
| Pyruvate
|- align="center" valign="middle"
| colspan="3" bgcolor="ffffd0" | Pyruvate kinase –
|}
Outre la phosphorylation au niveau du substrat, les cellules peuvent produire de l'ATP par phosphorylation oxydative. Il s'agit cependant d'un processus totalement différent, dans lequel l'énergie provient de la chaîne respiratoire et le couplage avec la phosphorylation de l'ADP est réalisé par chimiosmose. Si l'essentiel de l'ATP d'une cellule est produit par la phosphorylation oxydative en environnement aérobie, la phosphorylation au niveau substrat permet de fournir rapidement une certaine quantité d'ATP en l'absence d'oxygène, comme c'est le cas par fermentation lactique dans le muscle en condition anaérobie transitoire.
glycolyse
Les réactions de phosphorylation au niveau du substrat se déroulent principalement dans le cytosol au cours de la glycolyse et, chez les eucaryotes, dans les mitochondries au cours du cycle de Krebs, aussi bien en conditions aérobies qu'anaérobies.
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L’acide phosphoénolpyruvique — ou phosphoénolpyruvate sous forme déprotonée, abrégée en PEP — est un composé organique important en biochimie, en raison notamment de son groupe phosphate à haut potentiel de transfert (ΔG°' = , valeur la plus élevée trouvée chez les êtres vivants). Il intervient par conséquent comme métabolite de la glycolyse en relation avec la chaîne respiratoire, fournissant l'énergie nécessaire à la phosphorylation d'une molécule d'ADP en ATP.
La phosphoénolpyruvate carboxykinase (PEPCK) est une lyase qui catalyse la réaction chimique : GTP + oxaloacétate → GDP + phosphoénolpyruvate + . L'ITP peut également être le donneur de phosphate dans cette réaction, qui est l'étape limitante de la néoglucogenèse. Cette enzyme se trouve chez des bactéries, des eucaryotes, avec une séquence en acides aminés spécifique à chaque espèce, et deux isoformes, cytoplasmique et mitochondriale. Chez l'homme, elle est exprimée dans le foie, les reins et les adipocytes.
La translocase ATP/ADP, ou ATP-ADP translocase, ou encore translocateur de nucléotides à adénine est un transporteur membranaire permettant à l'ATP et à l'ADP de traverser la membrane mitochondriale interne. Il s'agit d'une protéine membranaire intégrale qui intervient dans la respiration cellulaire en permettant à l'ATP produit dans la matrice mitochondriale de gagner le cytoplasme, tandis que l'ADP prend le chemin inverse, afin de pouvoir être phosphorylé en ATP par l'ATP synthase dans la matrice mitochondriale à l'issue du processus de phosphorylation oxydative.
Diffuse midline glioma (DMG) is a devastating pediatric brain tumor unresponsive to hundreds of clinical trials. Approximately 80% of DMGs harbor H3K27M oncohistones, which reprogram the epigenome to increase the metabolic profile of the tumor cells. We ha ...
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The notion that mitochondria cannot be lost was shattered with the report of an oxymonad Monocercomonoides exilis, the first eukaryote arguably without any mitochondrion. Yet, questions remain about whether this extends beyond the single species and how th ...
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Brown adipose tissue (BAT) has abundant mitochondria with the unique capability of generating heat via uncoupled respiration. Here, Park et al. identify LETMD1 as a mitochondrial matrix protein enriched in brown adipose tissue (BAT) and reveal a crucial ro ...