Definisjon
Åndedrettskjeden er en prosess med energiproduksjon i kroppens celler. Den er koblet til sitratsyklusen og er det siste trinnet i nedbrytningen av sukker, fett og proteiner. Åndedrettskjeden er plassert i den indre membranen av mitokondrier.
I respirasjonskjeden oksyderes reduksjonsekvivalenter (NADH + H + og FADH2) som er blitt dannet i mellomtiden (elektroner blir gitt av), slik at en protongradient kan etableres. Dette blir til slutt brukt til å danne den universelle energibæreren ATP (adenosintrifosfat). Oksygen er også nødvendig for at luftveiskjeden skal kunne løpe helt.
Sekvens av respirasjonskjeden
Åndedrettskjeden er integrert i den indre mitokondriale membranen og består av totalt fem enzymkomplekser. Den følger sitratsyklusen der reduksjonsekvivalenter NADH + H + og FADH2 dannes. Disse reduksjonsekvivalenter lagrer energi i mellomtiden og blir oksidert igjen i luftveiskjeden.
Denne prosessen finner sted ved de to første enzymkompleksene i luftveiskjeden. Kompleks 1: NADH + H + når det første komplekset (NADH-ubiquinon oxidoreductase) og avgir to elektroner. Samtidig pumpes 4 protoner fra matriseplassen inn i mellomrommet.
Kompleks 2: FADH2 avgir sine to elektroner ved det andre enzymkomplekset (succinat-ubiquinonoksydoreduktase), men ingen protoner kommer inn i intermembranrommet. Kompleks 3: De frigjorte elektronene overføres til det tredje enzymkomplekset (ubiquinon cytochrome c oxidoreductase), der ytterligere 2 protoner pumpes fra matriseplassen til intermembranrommet. Kompleks 4: Til slutt når elektronene det fjerde komplekset (cytokrom-c-oksidasoreduktase).
Her overføres elektronene til oksygen (O2), slik at det med to ekstra protoner dannes vann (H2O). Dermed kommer to protoner inn i intermembranrommet igjen. Kompleks 2: Totalt åtte protoner er nå pumpet fra matriseplassen til intermembranrommet.
Den grunnleggende forutsetningen for elektrontransportkjeden er den økende elektronegativiteten til enzymkomplekset. Dette betyr at enzymkompleksenes evne til å tiltrekke seg negative elektroner blir sterkere og sterkere. I tillegg til det første sluttproduktet, vann, ble det etablert en protongradient i intermembranområdet ved åndedrettskjeden.
I dette rommet lagres energi som brukes til å bygge opp ATP (adenosintrifosfat). Dette er oppgaven til det femte og siste enzymkomplekset (ATP-syntase). Det femte komplekset spenner over mitokondriell membran som en tunnel.
Gjennom denne tunnelen, drevet av forskjellen i konsentrasjon, strømmer protonene tilbake i matriksrommet. På denne måten omdannes ADP (adenosindifosfat) og uorganisk fosfat til ATP, som er tilgjengelig for hele organismen. Protonpumpen er det femte og siste enzymkomplekset i luftveiskjeden.
Gjennom det strømmer protonene fra det intermembrane rommet tilbake til matriksrommet. Dette er kun mulig av den tidligere etablerte forskjellen i konsentrasjon mellom de to reaksjonsrommene. Energien som er lagret i protongradienten brukes til å syntetisere ATP (adenosintrifosfat) fra fosfat og ADP. ATP er den universelle energibæreren i kroppen vår og er viktig for et stort antall reaksjoner. Siden den genereres ved protonpumpen, er dette også kjent som ATP-syntase.
