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8.9: Elektronentransportketten
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Elektronentransportketten
 

PROTOKOLLE

8.9: Elektronentransportketten

Die letzte Phase der Zellatmung stellt die oxidative Phosphorylierung dar. Sie wird in Elektronentransportkette und Chemiosmose unterteilt.

Die Elektronentransportkette besteht aus einer Reihe von Proteinen und anderen organischen Molekülen, die sich in der inneren Membran der Mitochondrien von Eukaryontischen Zellen befinden. Bei Prokaryonten findet man sie in der Plasmamembran. Die Elektronentransportkette hat zwei primäre Funktionen. Sie erzeugt zum einen Protonengradienten. Durch ihn wird Energie gespeichert, die zur Erzeugung von ATP während der Chemiosmose verwendet werden kann. Zum anderen erzeugt sie Elektronenträger, wie NAD+ und FAD, die in der Glykolyse und dem Citratzyklus verwendet werden.

Im Allgemeinen sind die Moleküle der Elektronentransportkette in vier Komplexe (I-IV) organisiert. Die Moleküle leiten Elektronen durch mehrfache Redoxreaktionen aneinander vorbei und bewegen dabei Elektronen von höheren zu niedrigeren Energieniveaus durch die Transportkette. Diese Reaktionen setzen Energie frei, welche die Komplexe nutzen, um H+ über die innere Membran (von der Matrix in den Intermembranraum) zu pumpen. Dadurch entsteht ein Protonengradient entlang der inneren Membran.

NADH und FADH2 sind reduzierte Elektronenträger, die während früherer zellulärer Atmungsphasen produziert wurden. NADH kann direkt Elektronen in den Komplex I einbringen, der die freigesetzte Energie nutzt, um Protonen in den Intermembranraum zu pumpen. FADH2 gibt Elektronen in den Komplex II ein, der als einziger Komplex keine Protonen in den Intermembranraum pumpt. Somit trägt FADH2 weniger zum Protonengradienten bei als NADH. NADH und FADH2 werden wieder in die Elektronenträger NAD+ bzw. FAD umgewandelt.

Sowohl NADH als auch FADH2 übertragen Elektronen auf Ubichinon, einen mobilen Elektronenträger, der die Elektronen an den Komplex III weiterleitet. Von dort werden die Elektronen auf den mobilen Elektronenträger Cytochrom c (cyt c) übertragen. Cyt c liefert die Elektronen an den Komplex IV, der sie an O2 weitergibt. Der Sauerstoff bricht auseinander und bildet zwei Sauerstoffatome, die jeweils zwei Protonen aufnehmen und Wasser ergeben.


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