電子輸送鎖定義

電子輸送鎖は、アデノシン三リン酸（ATP）の作成を駆動するプロトンの勾配を ATPは、細胞機能の代謝プロセスのエネルギーとして細胞によって使用されます。

電子輸送鎖はどこで起こるのですか？

プロセス中に、プロトンがミトコンドリアマトリックスから細胞の膜間空間に励起されるとプロトン勾配が生成され、ATP産生を促進するの 多くの場合、プロトン勾配の使用は、”プロトン原動力”を生成するために陽子の高濃度に依存しているので、ATP合成を駆動する化学浸透機構と呼ばれ 作成されるATPの量は内部のmitochondrial膜を渡ってポンプでくまれるプロトンの数に正比例しています。

電子輸送鎖は、ドナー分子からアクセプター分子に電子を伝達するためにタンパク質複合体に依存する一連のレド これらの反応の結果として、プロトン勾配が生成され、機械的作業を化学エネルギーに変換し、ATP合成を可能にする。 複合体は真核生物のcristaeと呼ばれる内部のmitochondrial膜で埋め込まれます。 内部のmitochondrial膜によって囲まれているピルビン酸塩のdehydrogenaseおよびピルビン酸塩のカルボキシラーゼのような必要な酵素があるところであるマトリックスは このプロセスは、葉緑体のチラコイド膜および原核生物における光合成真核生物においても見出すことができるが、改変されている。

クエン酸サイクル、アミノ酸酸化、脂肪酸酸化などの他のサイクルやプロセスからの副産物が電子輸送鎖に使用されています。

電子輸送鎖には、 全体的な酸化還元反応に見られるように、

2H++2e++≤O2→H2O+エネルギー

エネルギーは、電子が錯体を通過すると発熱反応で放出され、ATPの三つの分子が生成される。 マトリックス中に位置するリン酸塩はプロトン勾配を介してインポートされ、これはより多くのATPを生成するために使用される。 ADPのリン酸化を介してより多くのATPを生成するプロセスは、水素酸素化のエネルギーが電子輸送鎖全体で使用されるため、酸化的リン酸化と呼ばれ この反応から生成されたATPは、生命に必要なほとんどの細胞反応に電力を供給するために続きます。

電子輸送鎖のステップ

電子移動鎖では、電子は一連のタンパク質に沿って移動し、ミトコンドリア膜を横切って水素イオンまたはプロトンを移動させる追放型の力を生成する。 電子は複合体Iで反応を開始し、複合体IIに続き、コエンザイムQを介して複合体IIIおよびシトクロムcに進み、最終的に複合体IVに至る。 複合体自体は、リン脂質膜に埋め込まれた複合体構造タンパク質である。 それらは、鉄のような金属イオンと結合され、膜間空間への陽子の追放および他の機能を助ける。 錯体はまた、プロトンの膜貫通運動のための開口部を可能にするために配座変化を受ける。

これらの四つの複合体は、グルコースなどの有機代謝産物から積極的に電子を移動させる。 代謝産物が分解すると、2つの電子と1つの水素イオンが放出され、補酵素NAD+によって拾われてNADHになり、水素イオンが細胞質ゾルに放出される。

NADHは、最初のタンパク質複合体（複合体I）のより可動性の高い分子、ユビキノン（Q）にそれらを通過させる二つの電子を有するようになりました。 NADHデヒドロゲナーゼとしても知られる複合体Iは、マトリックスから膜間空間に四つの水素イオンを送り込み、プロトン勾配を確立する。 次のタンパク質、複合体IIまたはコハク酸デヒドロゲナーゼ、別の電子キャリアおよび補酵素では、コハク酸はフマル酸塩に酸化され、FAD（フラビンアデニンジヌクレオチド）がFADH2に還元される。 輸送分子であるFADH2は再酸化され、電子をQに供与し（QH2になる）、別の水素イオンを細胞質ゾルに放出する。 複合体IIはプロトン勾配に直接寄与しないが、電子の別の源として役立つ。

複合体III、またはシトクロムcレダクターゼは、Qサイクルが起こる場所です。 鉄で構成される分子であるQとシトクロムとの間には、電子の移動を継続するための相互作用がある。 Qサイクルの間に、以前に生成されたユビキノール（QH2）は、ISPに電子を供与し、シトクロムbはユビキノンになる。 ISPとシトクロムbは、ユビキノールから受け取った電子をシトクロムc1に転送するマトリックス内に位置するタンパク質である。 シトクロムc1はそれをシトクロムcに移し、シトクロムcは電子を最後の複合体に移動させる。 （注：ユビキノン（Q）とは異なり、シトクロムcは一度に一つの電子しか運ぶことができません）。 ユビキノンはそれから周期を再開するQH2に再度減ります。 このプロセスでは、別の水素イオンがサイトゾル中に放出され、さらにプロトン勾配を生成する。

シトクロムは、複合IV、またはシトクロムcオキシダーゼに拡張します。 電子は、水素と酸素に加えて、不可逆的な反応で水を形成するために反応する。 これは、最後にATPを開発するプロトン勾配を作成するために膜を横切って四つの陽子を移動する最後の複合体です。

プロトン勾配が確立されると、F1F0ATP合成酵素は、複合体Vと呼ばれることもあり、ATPを生成する。 複合体は、以前の反応で放出された陽子に結合するいくつかのサブユニットから構成されています。 タンパク質が回転すると、プロトンはミトコンドリアマトリックスに戻され、ADPが遊離リン酸と結合してATPを産生することができる。 タンパク質の全回転ごとに、3つのATPが生成され、電子輸送鎖が締結される。/p>

クイズ

1。 また、シトクロムオキシダーゼとして知られている複合体IVは、どの反応を行いますか？A.NADH+Q≤NAD++QH2
B.NADH≤NAD++2H++2e–
C.2H++2e++≤O2→H2O+エネルギー
D.4H++4e–+O2→2H2O

2. どのような成分が電子輸送鎖の最初の複合体に渡されますか？
A.NADH+H+
B.FADH+
C.Q
D.シトクロムc

3. 電子輸送鎖が活性化されている間、陽子のより高い濃度はどこにありますか？
A.リン脂質層
B.ミトコンドリアマトリックス
C.膜間空間
D.細胞膜