Oksidativna fosforilacija
From Wikipedia, the free encyclopedia
Oksidativna fosforilacija je metabolički put koji koristi energiju oslobođenu oksidacijom nutrijenata kako bi proizvela adenozin trifosfat (ATP). Gotovo svi aerobni organizmi koriste upravo oksidativnu fosforilaciju kao način proizvodnje energije, zato što je to najučinkovitiji metabolički put za proizvodnju visokoenergetskih molekula kao ATP. Alternativni metabolički putevi kao fermentacija ili glikoliza daleko su manje efikasni.
Tokom oksidativne fosforilacije, elektroni se prenose od molekula koje služe kao elektron donori na molekule elektron akceptore kao kisik u nizu redoks reakcija. Redoks reakcije oslobađaju energiju, koja se koristi za sintezu ATP. Redoks reakcije se kod eukariota, odvijaju na unutarnjoj membrani mitohondrija, dok se kod prokariota odvijaju na unutarnjim staničnim membranama. Oksidativna fosforilacija se mora uvijek odvijati na membranama pošto se nastali gradijent protona između dva stanična prostora koristi kao pokretačka sila za sintezu ATP.
Prvi dio oksidativne fosforilacije čini niz povezanih enzima koji nose naziv "lanac prijenosa elektrona". U eukariota taj je lanac sastavljen od pet proteinskih sustava, dok se kod prokariota može naći mnoštvo različitih enzima u raznim kombinacijama.
Energijom oslobođenom od elektrona koji prolaze kroz navedeni enzimski sklop dolazi do prijenosa protona kroz unutarnju mitohondrijsku membranu u procesu poznatom kao "kemiosmoza". Stvoreni gradijent protona (pH gradijent) daje potencijalnu energiju cijelom procesu, koji će je postupno oslobađati protokom kroz enzim ATP sintetazu. ATP sintetaza koristi energiju stvorenu protokom protona niz međumembranski gradijent kako bi stvorila ATP reakcijom fosforilacije adenozin difosfata (ADP). To je drugi dio metaboličkog puta. Dio ATP sintetaze funkcionira kao rotacijski mehanički motor gonjen protonskim gradijentom.
Oksidativna je fosforilacija jedan od najbitnijih dijelova metabolizma, ali ona nužno oslobađa reaktivne metabolite kisika kao superoksid (O2−) ili vodikov peroksid (H2O2), koji s lakoćom generiraju slobodne radikale. Slobodni radikali mogu teško oštetiti stanične strukture, izazvati bolesti i tijesno su povezani s procesom starenja.