기질 수준 인산화

Substrate-level phosphorylation

기질 수준 인산화는 인산화효소(kinase)에 의해 기질(Substrate)이 직접적으로 인산화되어 ATP가 합성되는 것을 의미한다. TCA 회로와 해당과정에서 관찰된다.
Matrix와 Substrate가 모두 한국어로 기질이고 한자까지 같아 헷갈리기 쉽지만 '기질 수준 인산화'에서 기질은 Substrate를 의미한다.

미토콘드리아의 호흡사슬에서 일어나는 산화적 인산화(또는 화학삼투 인산화)와 비교했을 때, 산화적 인산화는 호흡사슬의 산화환원 반응을 통해 형성한 H+ 이온의 농도 기울기를 이용해 ATP synthase가 ATP를 합성하지만, 기질 수준 인산화는 효소에 의해 인산기가 기질(ADP)로 직접 전달되어 ATP가 합성된다.

두 가지 단계를 통해 완성되며, 에너지 투자기와 에너지 회수기로 나뉜다.
에너지 투자기에서는 포도당을 과당 2인산(GTP)으로 전환 시킬 때 ATP가 소모되며, 이후 피루브산으로 전환되면서 4ATP와 2NADH가 생성되어 결과적으로 해당과정 내에서 2ATP와 2NADH가 생성되며, 산화적 인산화를 통했을 때 결과적으로 8ATP가 생성된다.

TCA 회로 문서 참조.