SEW - lern-soft-projekt

Ablauf der Atmungskette
Glycolyse und Zitrat-Zyklus haben die Glucose stofflich vollständig abgebaut. Dabei entstand
schon etwas ATP bzw. GTP.
Die Reduktions-Äquivalente
+
NADH 2 und FADH 2 liegen
nun in reichlicher Anzahl in
der Matrix vor. Die Enzyme
der Atmungskette befinden
sich in der inneren Mitochendrien-Membran.
Das NADH +
2 übergibt seinen
Wasserstoff an das erste Redoxsystem
(Redox-Komplex I,
NADH-Q-Reduktase; in der
Abb.: I). Die sehr energiereichen
Elektronen (2 e - ) werden
vom Enzym aufgenommen
und innerhalb der Membran zu
weiteren Enzymen / Redoxsystemen
(z.B. Chinon-
Hydrochinon-System) weitergeleitet.
Die überbleibenden Wasserstoff-Ionen
(Protonen) werden
in den Intermembranraum
zwischen der inneren und der
äußeren Mitochondrien-
Q: de.wikipedia.org (Klaus Hoffmeier); geänd.: Dre
Membran transportiert.
Die von den Elektronen abgezogene Energie wird dazu benutzt, um insgesamt vier Protonen
(Wasserstoff-Ionen, H + ) in den Intermembranraum zu transportieren. Weitere notwendige
Protonen stammen aus der Dissoziation des Wassers (hier vereinfacht!):
H 2 O H + + OH -
Die Elektronen haben etwas an Energie verloren. Die Energie reicht aber aus, um am zweiten
Redoxsystem (Cytochrom-Reduktase, Cytochrom b; in der Abb.: III) den Vorgang zu wiederholen.
Wieder werden Wasserstoff-Ionen – diesmal allerdings nur zwei – in den Intermembranraum
transportiert.
Auch hier verringert sich die Energie der Elektronen. Sie reicht aber immer noch aus, um am
dritten Redoxsystem (Cytochromoxidase; Cytochrom c, in der Abb.: IV) den Vorgang ein drittes
und letztes Mal ablaufen zu lassen. Diesmal werden wieder vier Protonen durch die
membran geschleust.
An der Cytochromoxidase werden die energiearmen Elektronen auf Sauerstoff-Atome übertragen.
Dabei entstehen Oxid-Ionen, die sich in der Matrix konzentrieren.
½ O 2 + 2 e - O 2 -
Wasserstoff-Ionen und Oxid-Ionen könnten nun sofort zum Endprodukt der Atmungskette
reagieren:
2 H + + O 2 -
H 2 O
wenn da nicht ein kleines Problem wäre. Sie liegen an verschiedenen Seiten der inneren Mitochondrien-Membran.
Da sich auf der einen Seite die vielen positiv geladenen Wasserstoff-
Ionen und auf der anderen Seite die negativen Oxid-Ionen und viele Hydroxid-Ionen aus der
Wasserspaltung befinden, liegt ein großes elektrisches Potential an der inneren Mitochond-
- 152 - (c,p) 2008 lsp: dre