Fosforilasyon, genel olarak ATP üretimi anlamına gelmektedir. ATP sentezine fosforilasyon denir. Kelime anlamı olarak, bir moleküle fosforil grubu eklenmesi demektir. Dolayısıyla, besinlerden elde edilen enerjinin, hücre tarafından kullanılabilir bir hale getirildiği yükseltgenme tepkimeleri süreci olarak da tanımlanabilir.
Fotosentez tepkimeleri de, yine fosforil grubu eklenmesi görüldüğü, ancak bu kez ışık enerjisi kimyasal enerjiyedönüştürüldüğü için, indirgeyici bir fosforilasyon olarak ele alınır.
Dört çeşit fosforilasyon vardır:
1. Substrat düzeyinde fosforilasyon: Hücre sitoplazmasında O2 ve ETS. olmadan enzim varlığında substrattan direk ATP sentezidir (fermantasyon). Oksijen ve elektron taşıma sistemi (ETS) kullanılmaz, organik madde tamamen parçalanmadığı için atp kazancı azdır. Enzimler tüm canlılarda var olduğundan tüm canlılarda görülür. Bazı bakteriler yalnızca fermantasyon yapar.
Not: Evrimde ilk ortaya çıkan fosforilasyon şeklidir.
2. Oksidatif fosforilasyon: Enerji verici besin maddelerinin yıkımından oluşan yüksek enerjili elektronların mitokondrilerde ets den oksijene iletilirken ATP’nin sentezlenmesidir. Oksijenli solunumda görülür. Prokaryot hücrelerde sitoplazmada, ökaryot hücrelerde mitokondri de gerçekleşir.
3. Fotofosforilasyon: Işık yardımıyla ADP’ye fosfat bağlanarak ATP sentezlenmesine denir. Klorofile sahip hücrelerde, fotosentezde meydana gelir. Fotosentezin ışıklı evresinde devirli ve devirsiz basmaklarda gerçekleşir. Elektron taşıma sistemi (ETS) kullanılır. Oksijenli solunuma benzer ancak klorofil şarttır. Prokaryot canlılarda sitoplazmada, ökaryot canlılarda ise çift katlı zarı olan kloroplastlarda gerçekleşir.
4. Kemosentetik fosforilasyon: Kemosentez reaksiyonlarında açığa çıkan enerji ile ATP sentezi yapılmasıdır. İnorganik bileşikleri oksitleyerek elde ettikleri enerji ile organi madde yani besin üretirlerler. Bu olay sadecekemosentetik bakterilerde gerçekleşir. Örneğin; kükürt bakterileri, nitrit ve nitrat bakterileri.
