ŁAŃCUCH ODDECHOWY

ostatni etap utleniania biologicznego w oddychaniu tlenowym. Zachodzi po cyklu Krebsa i przebiega w błonach wewnętrznych mitochondrium. Istotą łańcucha oddechowego jest aktywne przepompowywanie protonów w poprzek błony z matriks do przestrzeni perymitochondrialnej. W błonie wewnętrznej mitochondrium znajdują się przenośniki elektronów (FMN, FeS, ubichinon oraz cytochromy), które są uporządkowane zgodnie z rosnącym potencjałem redukcyjnym, co oznacza, że każdy następny pobiera elektrony od swego poprzednika w łańcuchu. Elektrony i protony pochodzą z NADH⁺ + H⁺ i FADH₂ powstających we wcześniejszych etapach oddychania. Przepływ elektronów przez kompleks przenośników błonowych powoduje przemieszczanie protonów z matriks do przestrzeni międzybłonowej. Elektrony są ostatecznie przekazane na tlen i powstaje anion tlenkowy O^2- (2e + ¹/₂O₂ → O^2-). W przestrzeni perymitochondrialnej występuje nadwyżka protonów w stosunku do matriks, czyli powstaje gradient protonowy. Nadwyżkowe protony wracają do matriks przez kanały jonowe białek tunelowych (CF₀, CF₁). Białka te są kompleksem enzymatycznym syntaz ATP. Wracające przez nie do matriks jony wodoru uderzają w resztę fosforanową, co powoduje przyłączenie jej do ADP. Jest to reakcja syntezy ATP zwana fosforylacją oksydacyjną. Protony ostatecznie łączą się z anionem tlenkowym O^2- i powstaje woda metaboliczna O^2- + H⁺ → H₂O. Powyższe procesy zostały opisane w teorii chemiosmotycznej Mitchella. W organizmach prokariotycznych oddychających tlenowo łańcuch oddechowy przebiega w mezosomach. Łańcuch oddechowy jest najbardziej energodajnym etapem utleniania biologicznego.

Schemat działania pompy protonowej w łańcuchu oddechowym przebiegającymw błonie grzebienia mitochondrialnego