Definicija
Dišni lanac je proces proizvodnje energije u tjelesnim stanicama. Povezan je s ciklusom citrata i posljednji je korak u razgradnji šećera, masti i proteini. Dišni lanac nalazi se u unutarnjoj membrani mitohondriji.
U respiratornom lancu redukcijski ekvivalenti (NADH + H + i FADH2) koji su se stvorili u međuvremenu ponovno se oksidiraju (elektroni se odaju), što omogućuje uspostavljanje protonskog gradijenta. To se napokon koristi za stvaranje univerzalnog nosača energije ATP (adenozin trifosfat). Kisik je također potreban kako bi se dišnom lancu omogućio potpuni rad.
Slijed dišnog lanca
Dišni lanac integriran je u unutarnju mitohondrijsku membranu i sastoji se od ukupno pet enzimskih kompleksa. Slijedi citratni ciklus u kojem nastaju redukcijski ekvivalenti NADH + H + i FADH2. Ovi redukcijski ekvivalenti u međuvremenu pohranjuju energiju i ponovno se oksidiraju u respiratornom lancu.
Taj se proces odvija u prva dva enzimska kompleksa dišnog lanca. Kompleks 1: NADH + H + doseže prvi kompleks (NADH-ubikinon oksidoreduktaza) i odaje dva elektrona. Istodobno se 4 protona pumpaju iz prostora matrice u intermembranski prostor.
Kompleks 2: FADH2 odaje svoja dva elektrona u drugom enzimskom kompleksu (sukcinat-ubikinon oksidoreduktaza), ali nijedan proton ne ulazi u intermembranski prostor. Kompleks 3: Oslobođeni elektroni prenose se u treći enzimski kompleks (ubikinon citokrom c oksidoreduktaza), gdje se još 2 protona pumpaju iz prostora matrice u intermembranski prostor. Kompleks 4: Napokon, elektroni dosežu četvrti kompleks (citokrom-c-oksidoreduktaza).
Ovdje se elektroni prenose u kisik (O2), tako da s dva dodatna protona nastaje voda (H2O). Time 2 protona ponovno ulaze u intermembranski prostor. Kompleks 5: Ukupno je osam protona sada ispumpano iz prostora matrice u intermembranski prostor.
Osnovni preduvjet za lanac prijenosa elektrona je sve veća elektronegativnost enzimskog kompleksa. To znači da sposobnost enzimskih kompleksa da privlače negativne elektrone postaje sve jača i jača. Uz prvi krajnji produkt, vodu, respiratornim lancem uspostavljen je i protonski gradijent u intermembranskom prostoru.
U tom se prostoru skladišti energija koja se koristi za izgradnju ATP (adenozin trifosfata). To je zadatak petog i posljednjeg enzimskog kompleksa (ATP sintaza). Peti kompleks obuhvaća mitohondrijsku membranu poput tunela.
Kroz ovaj tunel, vođeni razlikom u koncentraciji, protoni se vraćaju natrag u prostor matrice. Na taj se način ADP (adenozin difosfat) i anorganski fosfat pretvaraju u ATP, koji je dostupan čitavom organizmu. Protonska pumpa peti je i posljednji enzimski kompleks dišnog lanca.
Kroz nju protoni teku iz intermembranskog prostora natrag u prostor matrice. To omogućuje samo prethodno utvrđena razlika u koncentraciji između dva reakcijska prostora. Energija pohranjena u protonskom gradijentu koristi se za sintezu ATP (adenozin trifosfata) iz fosfata i ADP. ATP je univerzalni nosač energije našeg tijela i bitan je za veliki broj reakcija. Budući da se generira na protonskoj pumpi, ovo je poznato i kao ATP sintaza.
