chaîne de Transport D’électrons

la chaîne de transport d’électrons utilise les électrons des porteurs d’électrons pour créer un gradient chimique qui peut être utilisé pour alimenter la phosphorylation oxydative.,

la phosphorylation oxydative est une méthode très efficace pour produire de grandes quantités d’ATP, l’unité d’énergie de base pour les processus métaboliques. Au cours de ce processus, les électrons sont échangés entre les molécules, ce qui crée un gradient chimique qui permet la production d’ATP. La partie la plus vitale de ce processus est la chaîne de transport d’électrons, qui produit plus D’ATP que toute autre partie de la respiration cellulaire.,

Chaîne de Transport d’Électrons

La chaîne de transport d’électrons est la dernière composante de la respiration aérobie et est la seule partie du métabolisme du glucose qui utilise de l’oxygène atmosphérique. Le transport d’électrons est une série de réactions redox qui ressemblent à une course de relais. Les électrons passent rapidement d’un composant à l’autre à l’extrémité de la chaîne, où les électrons réduisent l’oxygène moléculaire, produisant de l’eau. Cette exigence en oxygène dans les dernières étapes de la chaîne peut être vue dans l’équation globale pour la respiration cellulaire, qui nécessite à la fois du glucose et de l’oxygène.,

un complexe est une structure constituée d’un atome central, d’une molécule ou d’une protéine faiblement reliée aux atomes, molécules ou protéines environnants. La chaîne de transport d’électrons est une agrégation de quatre de ces complexes (étiquetés I à IV), ainsi que des transporteurs d’électrons mobiles associés. La chaîne de transport d’électrons est présente en plusieurs copies dans la membrane mitochondriale interne des eucaryotes et la membrane plasmique des procaryotes.,

complexe I

pour commencer, deux électrons sont transportés vers le premier complexe à bord du NADH., Le complexe I est composé de flavine mononucléotide (FMN) et d’une enzyme contenant du fer-soufre (Fe-s). La FMN, qui est dérivée de la vitamine B2 (également appelée riboflavine), est l’un des nombreux groupes prothétiques ou co-facteurs de la chaîne de transport des électrons. Un groupe prothétique est une molécule non protéique nécessaire à l’activité d’une protéine. Les groupes prothétiques peuvent être organiques ou inorganiques et sont des molécules non peptidiques liées à une protéine qui facilitent sa fonction.

Les groupes prothétiques comprennent les co-enzymes, qui sont les groupes prothétiques des enzymes., L’enzyme du complexe I est la NADH déshydrogénase, une très grande protéine contenant 45 chaînes d’acides aminés. Le complexe I peut pomper quatre ions hydrogène à travers la membrane de la matrice dans l’espace intermembranaire; c’est de cette manière que le gradient d’ions hydrogène est établi et maintenu entre les deux compartiments séparés par la membrane mitochondriale interne.

Q et le complexe II

Le complexe II reçoit directement FADH2, qui ne traverse pas le complexe I. Le composé reliant les premier et second complexes au troisième est l’ubiquinone (Q)., La molécule Q est soluble dans les lipides et se déplace librement à travers le noyau hydrophobe de la membrane. Une fois qu’elle est réduite à QH2, l’ubiquinone Livre ses électrons au complexe suivant de la chaîne de transport d’électrons. Q reçoit les électrons dérivés du NADH du complexe I et les électrons dérivés du FADH2 du complexe II, y compris la succinate déshydrogénase. Cette enzyme et FADH2 forment un petit complexe qui fournit des électrons directement à la chaîne de transport d’électrons, en contournant le premier complexe., Étant donné que ces électrons contournent, et donc n’alimentent pas, la pompe à protons dans le premier complexe, moins de molécules D’ATP sont fabriquées à partir des électrons FADH2. Le nombre de molécules D’ATP finalement obtenues est directement proportionnel au nombre de protons pompés à travers la membrane mitochondriale interne.

complexe III

le troisième complexe est composé du cytochrome b, d’une autre protéine Fe-S, du Centre de Rieske (centre 2FE-2S) et de protéines du cytochrome c; ce complexe est également appelé cytochrome oxydoréductase. Les protéines cytochromes ont un groupe hème prothétique., La molécule d’hème est similaire à l’hème dans l’hémoglobine, mais elle transporte des électrons, pas de l’oxygène. En conséquence, l’ion fer à son cœur est réduit et oxydé au fur et à mesure qu’il passe les électrons, fluctuant entre différents états d’oxydation: Fe2+ (réduit) et Fe3+ (oxydé). Les molécules d’hème dans les cytochromes ont des caractéristiques légèrement différentes en raison des effets des différentes protéines de liaison, ce qui rend chaque complexe. Le complexe III pompe des protons à travers la membrane et transmet ses électrons au cytochrome c pour le transport vers le quatrième complexe de protéines et d’enzymes., Le Cytochrome c est l’accepteur des électrons de Q; cependant, alors que Q transporte des paires d’électrons, le cytochrome c ne peut en accepter qu’une à la fois.

complexe IV

le quatrième complexe est composé des protéines cytochromes c, a et a3. Ce complexe contient deux groupes hème (un dans chacun des cytochromes a et a3) et trois ions cuivre (une paire de CuA et un CuB dans le cytochrome a3). Les cytochromes maintiennent une molécule d’oxygène très étroitement entre les ions fer et cuivre jusqu’à ce que l’oxygène soit complètement réduit., L’oxygène réduit capte ensuite deux ions hydrogène du milieu environnant pour produire de l’eau (H2O). L’élimination des ions hydrogène du système contribue également au gradient ionique utilisé dans le processus de chimiosmose.