Pengertian Fosforilasi oksidatif

Jauh lebih dari energi glukosa adalah kekal dalam bentuk elektron berenergi tinggi yang dilakukan secara 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, suatu proses di mana elektron dilewatkan ke molekul oksigen melalui sistem transpor elektron (ETS), memberikan 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 dalam mitokondria; dalam sel prokariotik, hal ini terkait dengan membran plasma. Sisa dari diskusi ini akan mengacu hanya untuk fosforilasi oksidatif mitokondria, namun proses ini serupa di prokariota.

ETS terdiri dari rantai pembawa elektron, terkait dengan membran mitokondria, bahwa elektron mengikat pada tingkat energi yang lebih rendah berturut-turut. 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, suatu 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 merilis 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, yang disebut kompleks elektron-carrier I sampai IV.

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 molekul rendah-berat 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 melintasi membran: kompleks I, III, dan IV. Di setiap lokasi, satu proton dipompa melintasi membran untuk setiap pasangan elektron yang melewati. Karena setiap proton yang mengembalikan melalui ATP sintase phosphorylates satu ADP menjadi ATP, setiap pasangan elektron melewati ETS dapat menghasilkan paling banyak tiga molekul ATP.

Angkutan elektron seperti NADH atau FADH 2 membawa pasangan elektron pada tingkat energi tertentu, seperti yang dilakukan operator di ETS. Elektron tidak dapat dikirimkan ke pembawa pada tingkat energi yang lebih tinggi, sehingga angkutan tersebut lulus elektron ke titik-titik yang berbeda dalam ETS.

NADH menyumbangkan elektron pembawa energi tertinggi, kompleks I, sedangkan FADH 2 menyumbangkan elektron ke kompleks II, yang dapat menerima elektron energi rendah yang dibawanya. Karena salah satu dari tiga situs yang memompa proton melintasi membran, kompleks I, dilewati oleh elektron dari FADH 2, elektron-elektron ini pada akhirnya dapat menghasilkan dua molekul ATP sedangkan 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 menyediakan 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.

Pengertian Fosforilasi oksidatif
Pengertian Fosforilasi oksidatif

Pada waktu tertentu, salah satu pasangan akan kosong, satu akan mengikat ADP dan fosfat, dan salah satu yang akan mengikat ATP. Sebagai berputar kompleks, situs mengikat ADP dan fosfat melewati perpanjangan stasioner 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, rendering ATP sintase siap untuk langkah berikutnya. Secara keseluruhan, untuk setiap rotasi lengkap kompleks perifer, tiga ATP yang dihasilkan.

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

Banyak mikroba tersebut 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 email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *