kluczowe terminy

• syntaza ATP: ważny enzym, który dostarcza energii komórce do wykorzystania poprzez syntezę adenozynotrójfosforanu (ATP).
• fosforylacja oksydacyjna: szlak metaboliczny, który wykorzystuje energię uwalnianą przez utlenianie składników odżywczych do produkcji adenozynotrójfosforanu (ATP).
• chemiosmoza: ruch jonów przez selektywnie przepuszczalną membranę, w dół ich gradientu elektrochemicznego.,

podczas chemiosmozy nośniki elektronów, takie jak NADH i FADH, przekazują elektrony do łańcucha transportu elektronów. Elektrony powodują zmiany konformacyjne w kształtach białek do pompowania H+ przez selektywnie przepuszczalną błonę komórkową. Nierównomierny rozkład jonów H+ na membranie ustanawia zarówno koncentrację, jak i gradienty elektryczne (a więc gradient elektrochemiczny) dzięki dodatniemu ładunkowi jonów wodorowych i ich agregacji po jednej stronie membrany.,

gdyby membrana była otwarta do dyfuzji przez jony wodorowe, jony miały tendencję do spontanicznego dyfuzji z powrotem do matrycy, napędzanej przez ich gradient elektrochemiczny. Jednak wiele jonów nie może dyfundować przez niepolarne regiony błon fosfolipidowych bez pomocy kanałów jonowych., Podobnie, jony wodorowe w przestrzeni matrycy mogą tylko przejść przez wewnętrzną błonę mitochondrialną przez białko błonowe zwane syntazą ATP. Białko to działa jak mały generator obracany przez siłę jonów wodorowych dyfundujących przez niego, w dół ich gradientu elektrochemicznego. Toczenie tej molekularnej maszyny wykorzystuje energię potencjalną zmagazynowaną w gradiencie jonów wodorowych, aby dodać fosforan do ADP, tworząc ATP.

Chemiosmoza jest wykorzystywana do generowania 90% ATP powstałego podczas tlenowego katabolizmu glukozy., Produkcja ATP z wykorzystaniem procesu chemiosmozy w mitochondriach nazywana jest fosforylacją oksydacyjną. Jest to również metoda stosowana w lekkich reakcjach fotosyntezy w celu wykorzystania energii światła słonecznego w procesie fotofosforylacji. Ogólnym wynikiem tych reakcji jest produkcja ATP z energii elektronów usuniętych z atomów wodoru. Atomy te były pierwotnie częścią cząsteczki glukozy. Na końcu szlaku elektrony są używane do redukcji cząsteczki tlenu do jonów tlenu., Dodatkowe elektrony na tlen przyciągają jony wodorowe (protony) z otaczającego ośrodka i powstaje woda.