Meghatározás
A légzési lánc az energiatermelés folyamata a testsejtjeinkben. Kapcsolódik a citrátciklushoz, és ez az utolsó lépés a cukor, zsírok és fehérjék. A légzési lánc a belső membránban helyezkedik el mitokondrium.
A légzési láncban az időközben létrejött redukciós ekvivalensek (NADH + H + és FADH2) ismét oxidálódnak (elektronok leadódnak), lehetővé téve a protongradiens megállapítását. Ezt végül felhasználják az univerzális energiahordozó ATP (adenozin-trifoszfát) kialakításához. Az oxigénre szintén szükség van a légzési lánc teljes lefutásához.
A légzési lánc szekvenciája
A légzési lánc be van építve a belső mitokondriális membránba, és összesen öt enzim-komplexből áll. Ez azt a citrátciklust követi, amelyben a redukciós ekvivalensek NADH + H + és FADH2 képződnek. Ezek a redukciós ekvivalensek közben energiát tárolnak, és újra oxidálódnak a légzési láncban.
Ez a folyamat a légzési lánc első két enzimkomplexumánál zajlik le. 1. komplex: A NADH + H + eléri az első komplexet (NADH-ubikinon-oxidoreduktáz) és két elektront ad le. Ugyanakkor 4 protont pumpálnak a mátrix térből az intermembrán térbe.
2. komplex: A FADH2 leadja két elektronját a második enzim komplexnél (szukcinát-ubikinon-oxidoreduktáz), de egyetlen proton sem lép be a membránok közötti térbe. 3. komplex: A felszabadult elektronokat a harmadik enzim komplexbe (ubikinon citokróm c oxidoreduktáz) viszik át, ahol további 2 protont pumpálnak a mátrix térből a membránok közötti térbe. 4. komplex: Végül az elektronok elérik a negyedik komplexet (citokróm-c-oxidoreduktáz).
Itt az elektronok oxigénbe (O2) kerülnek, így két további protonnal víz (H2O) képződik. Ezáltal 2 proton ismét belép az intermembrán térbe. 5. komplex: Összesen nyolc protont pumpáltak a mátrix térből az intermembrán térbe.
Az elektrontranszportlánc alapvető előfeltétele az enzimkomplexum növekvő elektronegativitása. Ez azt jelenti, hogy az enzimkomplexek negatív elektronok vonzására való képessége egyre erősebbé válik. Az első végterméken, a vízen kívül protongradiens alakult ki a membránközi térben a légzési lánc által.
Ebben a térben energia tárolódik, amelyet az ATP (adenozin-trifoszfát) felépítésére használnak fel. Ez az ötödik és egyben utolsó enzim komplex (ATP-szintáz) feladata. Az ötödik komplex egy alagúton átível a mitokondriális membránon.
Ezen az alagúton keresztül, a koncentráció különbségétől vezérelve, a protonok visszaáramlanak a mátrix térbe. Ily módon az ADP (adenozin-difoszfát) és a szervetlen foszfát átalakul ATP -vé, amely az egész szervezet számára elérhető. A protonpumpa a légzési lánc ötödik és utolsó enzimkomplexuma.
Rajta keresztül a protonok az intermembrán térből áramlanak vissza a mátrix térbe. Ezt csak a két reakciótér közötti korábban megállapított koncentráció-különbség teszi lehetővé. A protongradiensben tárolt energiát az ATP (adenozin-trifoszfát) szintetizálására használják foszfátból és ADP-ből. Az ATP testünk univerzális energiahordozója, és elengedhetetlen számos reakcióhoz. Mivel a protonpumpánál keletkezik, ezt ATP-szintáznak is nevezik.
