La fosforilación del nivel de sustrato es cuando el ADP se convierte en ATP mediante la transferencia directa de un grupo fosfato. El grupo fosfato se dona o transfiere de un intermediario fosforilado. Esto está en contraste con la fosforilación oxidativa, donde se usa un gradiente quimiiosmótico para impulsar el proceso de fosforilación.
Una manera simple de pensar en la diferencia es que en el nivel de sustrato, la fosforilación es un proceso directo, sin intermediarios. El fosfato sale de una molécula (el intermedio) y se transfiere directamente a otro (el ADP). La energía para la fosforilación de ADP se proporciona directamente al romper el enlace de fosfato de alta energía en la molécula intermedia. Esto se conoce como acoplamiento de reacción.
La fosforilación oxidativa tiene hombres medios en forma de NADH y las enzimas de transporte de electrones. El fosfato proviene de un conjunto de fosfatos inorgánicos en lugar de directamente de otra molécula, y la energía para fosforilar el ADP proviene del gradiente de protones, no de reacciones acopladas.
Los ejemplos más famosos de fosforilación a nivel de sustrato se encuentran en la vía de la glucólisis. El ATP se produce en la fase de pago de la glucólisis mediante la acción de las enzimas fosfoglicerato quinasa y piruvato quinasa. Otro ejemplo del proceso se ve en la vía de la fosfocreatina, y la enzima responsable es la creatina fosfoquinasa.
