Av Christopher Robison Uppdaterad 30 augusti 2022
Elektrontransportkedjan (ETC) är kraftpaketet för aeroba celler, som driver majoriteten av ATP-syntesen genom en serie tätt kopplade redoxreaktioner. När elektroner rör sig längs mitokondriernas inre membran pumpas protoner in i intermembranutrymmet, vilket skapar en protonmotorkraft (PMF). PMF driver sedan ATP-syntas och omvandlar ADP och oorganiskt fosfat till cellens universella energivaluta.
Centralt för ETC är elektrondonatorerna succinat och nikotinamidadenindinukleotid (NADH). Dessa produceras under citronsyracykeln (CAC), det metaboliska navet som oxiderar kolhydrater, fetter och proteiner till pyruvat och acetyl-CoA. Varje varv av CAC genererar sex NADH-molekyler och ett succinat, som direkt kopplar metaboliskt flöde till elektrontillförsel för ETC.
Inom mitokondriematrisen, NAD + accepterar en proton och två elektroner för att bilda NADH. Det matrislokaliserade komplexet I (NADH-dehydrogenas) överför dessa elektroner till ubikinon, samtidigt som det pumpar fyra protoner över membranet och förstärker PMF. En parallell väg involverar flavinadenindinukleotid (FADH2 ), som donerar elektroner till komplex II (succinatdehydrogenas) utan protonpumpning, men ändå matar in elektroner i kedjan.
Under CAC oxideras succinat till fumarat, vilket genererar FADH2 som reducerar ubiquinon till ubiquinol (QH2 ). QH2 driver sedan Complex III (cytokrom bc1-komplex), som pumpar ytterligare protoner och skickar elektroner till komplex IV (cytokrom c-oxidas). Komplex IV fullbordar processen genom att överföra elektroner till syre, kedjans terminala acceptor.
Syre är oumbärligt för effektiv ATP-produktion. Den accepterar elektroner vid komplex IV, reduceras till vatten och förbrukar protoner i processen. I frånvaro av syre tar celler till anaeroba vägar som ger mycket färre ATP-molekyler.
Kulmen av ETC är syntesen av ATP. PMF driver protoner tillbaka in i matrisen genom ATP-syntas, med uppskattningsvis 3,5 protoner som krävs per bildad ATP. ADP och oorganiskt fosfat (Pi) importeras till matrisen, och energin från protonflödet driver deras fosforylering, vilket producerar ATP som bränsle i stort sett alla cellulära processer.
