Fosforilazio oxidatibo

Fosforilazio oxidatiboa arnas kateari lotuta dagoen prozesu metabolikoa da, mitokondrioen gandorretan ATP sortzen duena. Fosforilazio oxidatiboa ez da ATP eratzen duen prozesu bakarra, baina bai nagusia (zelula batean agertzen den ATParen %90a prozesu horren bidez sortzen baita).

Elektroien garraio katean sortzen den energia askeak mitokondrioen barneko mintzean protoien gradiente elektrokimikoa eragiten du; gradiente horrek protoien mugimendua dakar, ATP-sintetasaren entzima aktibatzen duena. ATP sintasa da, hain zuzen ere, ATP molekularen sorrera katalizatzen duena.

NADH eta FADH₂ koentzimek askatzen dituzten protoiak ez dira arnas katera pasatzen (elektroiak bai), eta gandor mitokondrialen matrizean aske gelditzen dira. Arnas kateak (gandor mitokondrialen mintzean burutzen dena) energia askea sortzen du 3 puntutan, eta protoiak mugiarazten ditu matrizetik mintzarteko gunera (ikus irudia). Modu horretan protoien kontzentrazioa mintzaren bi aldeetan desberdina da, potentzial elektriko eta kontzentrazioaren gradientea agertuz matrizea eta mintzarteko gunearen artean.

Gradiente horren ondorioz protoiek mintza zeharkatzen dute berriz, matrizera pasatuz. Mintzean topo egiten dute bertan dauden ATP sintasekin, haien konformazioa aldatuz eta beren jarduera entzimatikoa aktibatuz.

ATP sintasa entzima kanal pasibo bat da. Honen bidez, protoiak mintzaren alde batetik bestera igarotzen dira, gradiente elektrokimikoaren energia potentziala, protoi indar eragile deiturikoa, askatuz. Energia hori fosfato talde bat ADP molekula bati lotzeko erabiltzen da, energia potentzial horren zati bat ATP molekularen energia altuko anhidro loturetan biltegiratzen delarik. Hau, mekanismo baten bidez egiten da, non entzimaren zati baten errotazioa gertatzen den protoiak hortik igaro ahala. Ornodunetan, eta seguruenik animalia erreinu osoan, ATP molekula bat sortzen da 2,7 protoi desplazatuko. Organismo batzuk errendimendu txikiagoko ATPasak dituzte.

Badaude ere proteina desakoplatzaile batzuk, protoi-fluxua kontrolatu eta, fosforilazio oxidatiboaren bi faseak desakoplatuz, beroa sortzea ahalbidetzen dutenak.

Esan daiteke, beraz, arnas katea eta fosforilazio oxidatiboa elkarri egokitzen dioten bi prozesuak direla: arnas katea prozesu exergonikoa da, energia askatzen duena, fosforilazio oxidatiboa endergonikoa den bitartean. Mintzean dagoen protoien mugimenduaren bidez elektroien garraio katetik askatutako energia ATP-sintetasa entzimara eramaten da. Protoi-ponpaketa horrek ATP-sintasaren egitura-aldaketa eragiten du, entzima hori gai izanik ATParen sorrera katalizatzeko.

Bizidunek, mantenugai ugari erabiltzen dituzten arren, ia guztiek fosforilazio oxidatiboa egiten dute ATP (metabolismoari energia ematen dion molekula) sortzeko. Bide hori hain da nonahikoa, energia askatzeko modu oso eraginkorra baita hartzidura-prozesu alternatiboekin alderatuta, baita glukolisi anaerobikoarekin ere.

Nahiz eta fosforilazio oxidatiboa metabolismoaren funtsezko zati bat izan, oxigenoaren espezie erreaktiboen proportzio txiki bat sortzen du, hala nola superoxidoa eta hidrogeno peroxidoa, eta, ondorioz, erradikal askeak hedatzen dira. Horrek kalte zelularra eragiten du, gaixotasunak eragiten ditu eta, agian, zahartzea. Hala ere, erradikalek zeregin garrantzitsua dute zelula-seinaleetan, eta, seguru asko, mitokondrioko barne-mintzaren berezko proteinen lotura disulfuroak sortzen. Ibilbide metaboliko hori egiten duten entzimak droga eta produktu toxiko askoren jomuga dira, eta haien jarduera inhibitzen dute.