기질수준인산화와 산화적인산화의 차이점(Substrate-level phosphorylation. Oxidative phosphorylation)

기질수준인산화(Substrate-level phosphorylation)와 산화적인산화(Oxidative phosphorylation)는 세포가 ATP를 생성하는 두가지 핵심적인 인산화 방식입니다. 두 방식의 결정적인 차이점은 인산기의 출처와 ATP를 생성하는 메커니즘에 있습니다. 기질수준인산화는 산소가 필요없고, 고에너지 대사 물질(기질)에 붙어 있던 인산기가 ADP에 직접 전달되어 ATP가 생성되는 방식입니다. 세포질(해당과정) 및 미토콘드리아 기질(TCA 회로)에서 발생하며, 총 4개의 ATP를 생성합니다. 즉, 포도당 1분자당 해당과정과 TCA사이클에서 상대적으로 소량으로 직접 생산하는 인산화 방식입니다. 산화적인산화는 산소가 필요하며, 세포호흡의 마지막 단계까지가는 전자전달계와 산화적인산화를 통해 미토콘드리아 내막에서 전자전달계의 산화-환원 반응과 산화적인산화의 수소이온 농도 기울기(화학삼투)를 이용해 ATP가 생성되는 방식입니다. 포도당 대사시 생성되는 대부분의 ATP 약 30개내외를 생산하는 인산화 방식입니다. 산화적인산화는 기질수준인산화와는 달리 기질에서 효소에 의한 직접 ATP로 인산화가 아닌, 세포호흡 과정(해당과정, TCA회로 등)에서 만들어진 NADH와 FADH2가 전자를 산소에게 전달하며 산화되는 과정과 연계됩니다. 이렇게 산화적인산화는 기질수준인산화보다 과정이 복잡하지만, 신체가 대부분의 ATP 에너지를 만들어내는 즉, 산소를 들이마시고 이산화탄소와 물을 생성하며 신진대사를 활용하는 주된 ATP 에너지 생산 방식입니다.