Wat is oxidatieve fosforylering?
Oxidatieve fosforylering is de set chemische reacties die worden gebruikt om adenosinetrifosfaat (ATP) te produceren. Een belangrijk onderdeel van aerobe ademhaling, het is misschien wel de meest fundamentele metabole operatie op aarde. Verschillende soorten organismen hebben veel verschillende manieren om oxidatieve fosforylering te organiseren, maar het eindresultaat is altijd hetzelfde: energie van de volgende stap in de serie wordt gebruikt om een fosforatoom te binden aan adenosinedifosfaat (ADP), het omzetten in ATP. De potentiële energie die in deze reactie aan het molecuul wordt toegevoegd, is precies wat ATP een universeel bruikbare energiebron in de cel maakt.
De aanloop naar de uiteindelijke stap van oxidatieve fosforylering omvat een reeks reductie-oxidatie of redox, reacties. Deze reacties brengen elektronen over van het ene molecuul naar het andere, waardoor de lading van beide wordt gewijzigd. Deze reeks bewerkingen wordt een elektrontransportketen genoemd, omdat het de cel in staat stelt energie te verplaatsen, in de vorm van elektronen, van STorage naar een plek waar het gemakkelijk kan worden gebruikt. Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD
De energie van de elektronen in NADH wordt gebruikt om een proces te voeden dat chemiosmosis wordt genoemd. Chemiosmose concentreert de energie van de elektronen in potentiële energie door waterstofionen - protonen - een membraan te verplaatsen. Deze beweging creëert een energiegradiënt over het membraan op grond van de opgebouwde positieve lading aan één kant. Deze energiegradiënt wordt de Proton-Motive Force genoemd. Op dit punt kan de uiteindelijke en meest universele stap van oxidatieve fosforylering plaatsvinden.
ATP -synthase is het enzym dat uiteindelijk verantwoordelijk is voor het converteren van ADP naar ATP. Een deel van het eiwit is ingebed in het membraan waarover de PROtons zijn gedreven. ATP-synthase biedt een route waardoor de protonen de cel opnieuw kunnen invoeren, maar profiteert van de energie die wordt gegenereerd wanneer ze dat doen. Deze operatie lijkt op de manier waarop windmolensverschillen in druk en waterwielen veranderingen gebruiken in potentiële energie als gevolg van de zwaartekracht. De beweging van een proton terug over het membraan wordt gebruikt om een verandering in de vorm van het enzym aan te sturen. Als een molecuul ADP al gebonden is aan ATP -synthase wanneer deze gebeurtenis plaatsvindt, legt de verandering een extra fosforatoom op. Het nieuw geproduceerde ATP -molecuul mag het enzym verlaten en wordt vrij om elders in de cel energie te leveren.