Субстратное фосфорилирование — характерная для всех живых организмов реакция синтеза АТФ или ГТФ путём прямого переноса фосфата (PO3) на АДФ или ГДФ с высокоэнергетического промежуточного продукта. 12

В ходе окисления органических соединений в живых клетках неорганический фосфат переносится на органическое вещество с образованием богатых энергией молекул, с которых он переносится на АДФ или ГДФ. 1

Значение субстратного фосфорилирования в том, что оно служит для быстрой регенерации АТФ независимо от доступности акцепторов электронов для дыхательной цепи переноса, то есть в отсутствии кислорода. 1 Например, у человека в эритроцитах полностью отсутствует аэробное дыхание, и вся энергия генерируется исключительно за счёт субстратного фосфорилирования гликолиза. 1

Также субстратное фосфорилирование способствует более полному использованию энергии окисляемых веществ: без него часть энергии просто бы терялась, превращаясь в теплоту. 1