Schlüsselbegriffe

• ATP-Synthase: Ein wichtiges Enzym, das der Zelle Energie für die Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) liefert.
• oxidative Phosphorylierung: Ein Stoffwechselweg, der Energie nutzt, die durch die Oxidation von Nährstoffen freigesetzt wird, um Adenosintriphosphat (ATP) zu produzieren.
• Chemiosmose: Die Bewegung von Ionen über eine selektiv durchlässige Membran, nach unten ihren elektrochemischen Gradienten.,

Während der Chemosmose spenden Elektronenträger wie NADH und FADH Elektronen an die Elektronentransportkette. Die Elektronen bewirken Konformationsänderungen in den Formen der Proteine, um H+ über eine selektiv durchlässige Zellmembran zu pumpen. Die ungleichmäßige Verteilung von H+ – Ionen über die Membran erzeugt sowohl Konzentrations-als auch elektrische Gradienten (also einen elektrochemischen Gradienten) aufgrund der positiven Ladung der Wasserstoffionen und ihrer Aggregation auf einer Seite der Membran.,

Wenn die Membran offen für die Diffusion durch die Wasserstoffionen wäre, würden die Ionen dazu neigen, spontan wieder in die Matrix zu diffundieren, angetrieben durch ihren elektrochemischen Gradienten. Viele Ionen können jedoch ohne die Hilfe von Ionenkanälen nicht durch die unpolaren Bereiche von Phospholipidmembranen diffundieren., In ähnlicher Weise können Wasserstoffionen im Matrixraum nur die innere Mitochondrienmembran durch ein Membranprotein namens ATP-Synthase passieren. Dieses Protein wirkt als winziger Generator, der durch die Kraft der durch ihn diffundierenden Wasserstoffionen in ihrem elektrochemischen Gradienten gedreht wird. Das Drehen dieser molekularen Maschine nutzt die im Wasserstoffionengradienten gespeicherte potentielle Energie, um ADP ein Phosphat zuzusetzen und ATP zu bilden.

Chemosmose wird verwendet, um 90 Prozent des ATP zu erzeugen, das während des aeroben Glukosekatabolismus hergestellt wird., Die Produktion von ATP unter Verwendung des Prozesses der Chemiosmose in Mitochondrien wird als oxidative Phosphorylierung bezeichnet. Es ist auch die Methode, die in den Lichtreaktionen der Photosynthese verwendet wird, um die Energie des Sonnenlichts im Prozess der Photophosphorylierung zu nutzen. Das Gesamtergebnis dieser Reaktionen ist die Produktion von ATP aus der Energie der Elektronen, die aus Wasserstoffatomen entfernt werden. Diese Atome waren ursprünglich Teil eines Glukosemoleküls. Am Ende des Weges werden die Elektronen verwendet, um ein Sauerstoffmolekül zu Sauerstoffionen zu reduzieren., Die zusätzlichen Elektronen auf dem Sauerstoff ziehen Wasserstoffionen (Protonen) aus dem umgebenden Medium an und Wasser wird gebildet.