Oxidative Phosphorylation
氧化磷酸化是指在呼吸链中通过氧化还原反应产生的质子梯度来推动腺苷酸二磷酸(ADP)转化为三磷酸(ATP)的过程。这个过程主要发生在细胞呼吸的最后一个步骤——线粒体内膜上的呼吸链电子传递链上。
在呼吸链中,通过细胞内膜上的四个大复合物(I-IV),氧分子从外部进入,被第四个复合物还原成水。这个过程中,复合物I、III和IV将质子(H+)转移至细胞内膜外一侧,形成电化学梯度,而复合物V(ATP酶)则利用这个梯度将ADP和无机磷酸(Pi)合成ATP。
经过前面的三个复合物,NADH和FADH2所提供的电子(通过哥克辅酶Q和细胞色素C等携带)被传递至复合物IV,与氧分子结合形成水,并伴随着H+转移到细胞内膜外一侧,形成强的正电势差。然后,ATP酶利用这种正电势差,通过调节内膜上的转子和固定体,促使ADP和Pi合成ATP。此过程被称作化学联合。
氧化磷酸化是从生化反应层面提供细胞所需能量的一种方式,对于维持细胞生命活动而言至关重要。缺少氧分子或者其他呼吸链复合物组分的异常可能导致氧化磷酸化过程的紊乱,影响细胞的能量供应,甚至导致疾病的发生和发展。因此,氧化磷酸化是生命科学领域中的一个非常重要的研究方向。