Pengertian Fosforilasi Oksidatif

Glikolisis dan siklus Krebs baik menghasilkan energi tinggi senyawa adenosin trifosfat (ATP) langsung, oleh substrat-tingkat fosforilasi, tapi ini hanya mewakili sebagian kecil dari energi dalam setiap glukosa yang melewati jalur ini.

Jauh lebih dari energi glukosa adalah kekal dalam bentuk elektron berenergi tinggi dilakukan berpasangan dengan elektron “angkutan” NADH dan FADH 2, yang dihasilkan dalam glikolisis dan siklus Krebs.

Dalam sel aerobik, elektron berenergi tinggi ini digunakan untuk menghasilkan lebih banyak ATP oleh fosforilasi oksidatif, sebuah proses di mana elektron dilewatkan ke molekul oksigen melalui sistem transpor elektron (ETS), menyerah energi mereka di sepanjang jalan. Energi ini digunakan untuk memfosforilasi adenosin difosfat (ADP) dan fosfat anorganik menjadi ATP dalam proses yang disebut chemiosmosis.

Pada sel eukariotik, fosforilasi oksidatif terjadi pada membran mitokondria bagian dalam; dalam sel prokariotik, hal ini terkait dengan membran plasma. Sisa dari diskusi ini akan merujuk hanya untuk fosforilasi oksidatif mitokondria, namun proses ini serupa di prokariota.

ETS terdiri dari rantai pembawa elektron, terkait dengan membran dalam mitokondria, bahwa elektron mengikat pada tingkat energi berturut-turut yang lebih rendah. Energi yang dilepaskan sebagai elektron lulus dari operator ke operator bergerak ion hidrogen (proton) melintasi membran, dari matriks mitokondria ke ruang antarmembran, menciptakan gradien konsentrasi proton.

Karena proton membawa muatan, potensial listrik (tegangan) juga mengembangkan melintasi membran, sehingga gradien sering disebut gradien elektrokimia. gradien elektrokimia ini adalah bentuk energi yang tersimpan, beberapa di antaranya digunakan untuk memfosforilasi ADP menjadi ATP, proses yang dilakukan oleh kompleks protein yang disebut ATP synthase.

Sebagai proton bergerak turun gradien konsentrasi mereka, dari ruang antarmembran kembali ke matriks, energi mereka melepaskan digunakan oleh synthase kompleks ATP untuk memfosforilasi ADP.

Rantai transpor elektron terdiri dari serangkaian operator, termasuk protein integral membran, protein perifer, dan lebih kecil, operator nonprotein. Sebagian besar operator disusun menjadi empat agregasi yang berbeda tertanam dalam membran mitokondria bagian dalam, disebut kompleks elektron-carrier I sampai IV.

Pengertian Fosforilasi Oksidatif

Pengertian Fosforilasi Oksidatif

Kompleks Saya menerima elektron dari NADH, sedangkan II kompleks menerima mereka dari FADH 2. Kompleks III dan IV yang lebih bawah rantai, dan akhirnya mentransfer elektron ke molekul oksigen untuk membentuk air. Selain ini kompleks integral, dua operator yang lebih kecil memainkan peran penting.

Ubiquinone, senyawa-berat molekul rendah dalam membran, menerima elektron dari kompleks I dan II, dan transfer mereka untuk kompleks III. Sitokrom c, protein perifer kecil, menerima elektron dari kompleks III dan transfer mereka untuk IV kompleks. Beberapa sitokrom lainnya termasuk sebagai anggota dari empat kompleks elektron-carrier. Sitokrom adalah kelas protein kecil yang berisi heme yang penting dalam mentransfer elektron dalam proses seluler.

Ada tiga lokasi di sepanjang ETS mana proton dipompa melewati membran: kompleks I, III, dan IV. Pada setiap situs, satu proton dipompa melintasi membran untuk setiap pasangan elektron yang melewati. Karena setiap proton yang mengembalikan melalui ATP synthase memfosforilasi satu ADP menjadi ATP, setiap pasangan elektron melewati ETS dapat menghasilkan paling banyak tiga molekul ATP.

angkutan elektron seperti NADH atau FADH 2 carry pasang elektron pada tingkat energi tertentu, seperti yang dilakukan di ETS operator. Elektron tidak dapat dikirimkan ke pembawa pada tingkat energi yang lebih tinggi, sehingga angkutan ini lulus elektron ke titik yang berbeda dalam ETS. NADH menyumbangkan elektron ke pembawa energi tertinggi, aku kompleks, sedangkan FADH 2 menyumbangkan elektron untuk kompleks II, yang dapat menerima elektron yang lebih rendah-energi yang membawa.

Karena salah satu dari tiga situs yang memompa proton melintasi membran, I kompleks, dilewati oleh elektron dari FADH 2, elektron-elektron ini pada akhirnya dapat menghasilkan hanya dua molekul ATP sedangkan mereka yang disumbangkan oleh NADH dapat menghasilkan tiga. Hal ini konsisten dengan ide bahwa FADH 2 membawa elektron memiliki energi yang lebih sedikit daripada yang dilakukan oleh NADH.

ATP sintase adalah kompleks besar protein yang tertanam dalam membran mitokondria bagian dalam. Ini terdiri dari dua bagian: sebuah kompleks protein integral yang berfungsi sebagai saluran melalui mana proton melintasi membran, dan kompleks perifer yang memfosforilasi ADP menjadi ATP. Sebagai proton melewati kompleks terpisahkan, mereka menyebabkan kompleks perifer untuk memutar.

Dengan cara yang tidak sepenuhnya dipahami, tindakan mekanis ini memberikan energi yang dibutuhkan untuk memfosforilasi ADP. Namun, tampaknya bahwa rotasi kompleks perifer diperlukan. Kompleks ini terbuat dari enam subunit, diatur dalam tiga pasang yang identik, yang masing-masing dapat mengikat ADP atau ATP.

Pada waktu tertentu, salah satu pasangan akan kosong, satu akan mengikat ADP dan fosfat, dan satu akan mengikat ATP. Sebagai berputar kompleks, situs pengikatan ADP dan fosfat melewati perpanjangan stasioner dari kompleks integral, yang menyebabkan bahwa sepasang subunit berubah bentuk. Hasilnya adalah bahwa ADP adalah terfosforilasi ke ATP.

Pada saat yang sama, ATP yang terikat oleh pasangan lain dari subunit dilepaskan, dan pasangan kosong subunit mengambil ADP dan fosfat, render ATP sintase siap untuk langkah berikutnya. Secara keseluruhan, untuk setiap putaran lengkap dari kompleks perifer, tiga ATP yang dihasilkan.

Jalur untuk mengoksidasi semua molecules- karbohidrat, lemak, dan asam amino makanan -unite di fosforilasi oksidatif. Semua jalur ini menghasilkan NADH, yang menyumbangkan elektron untuk ETS. ETS dan fosforilasi oksidatif dengan demikian jalur serbaguna dan di mana-mana di semua sel aerobik, dan bahkan di beberapa bakteri anaerob.

Banyak mikroba seperti menggunakan mekanisme yang sama untuk menghasilkan ATP, tetapi tidak adanya oksigen bebas mereka lulus elektron ke molekul akseptor lain, seperti sulfat atau berbagai ion logam, sehingga menghasilkan ATP yang signifikan dalam ketiadaan oksigen.


Tinggalkan Balasan

Alamat surel Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *