Alternativer Bildtext:

und IV Integrales Membranproteinkomplex IV Ort: katalysiert letzten Schritt der Elektronentransportkette von Komplex III reduziertes cytC oxidiert → Elektronen (2e-) auf molekularen Sauerstoff übertragen o reagiert mit Protonen aus Matrix zu Wasser (0,5 0₂ +2e- → O² + 2H¹) → H₂O weitere Protonen durch Mitochondrienmembran gepumpt → Aufbau Protonengradient Läuft an der inneren Mitochondrien-Membran ab Kurzfassung: Es entsteht unter O₂ Verbrauch und der Verbrauch von Protonen (H+) und Elektronen (e) der Hauptteil des ATPs der Zellatmung Der Wasserstoff aus dem Citratzyklus oxidiert unter Energiegewinnung zu Wasser (Knallgasreaktion) Reaktionen: Kontrollierte Knallgasreaktion: O H₂ + 0,5 02 → H₂O o Dabei reagieren normalerweise Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) explosionsartig zu Wasser (H₂O) o Dabei wird viel Energie frei ➜ die Reaktion kann nicht direkt in der Zelle ablaufen, da man die große Energiemengen nicht „bändigen" kann (ist wie eine Sprengladung, die gezündet wird) o Daher muss die Reaktionsenergie kontrolliert abgegeben werden, damit überhaupt ATP aufgebaut werden kann o Dies geschieht über mehrere Schritte Elektronentransportkette o 4 aufeinander folgende Membranproteinkomplexe, die Elektronen aufnehmen und abgeben können o Dabei laufen die Elektronen wie eine Treppe nach unten o Mit jedem Schritt nach unten, wird eine kleine Menge Energie freigesetzt o Der letzte Membranproteinkomplex überträgt die Elektronen auf den Sauerstoff (0) ➜ dies reagiert zusammen mit Wasserstoff (H₂) zu Wasser (H₂0) Chemiosmotische Kopplung/ Chemiosmose: o Elektrochemischer Protonengradient wird zur ATP-Synthese genutzt o Durch den Transport der H*-Protonen vom Außenraum in den Innenraum, entsteht ein sogenannter Protonengradient o Protonen = H+; Gradient = Konzentrationsunterschied zwischen 2 voneinander getrennten Bereichen (in dem Fall: Außenraum und Innenraum) o Durch die H* Protonen die nach Innen kommen, gibt es Inneren mehr positive Ladungen/Protonen als Außen o Weil die H*-Protonen positiv sind, wollen sie immer zum negativen hin (nach Außen), um diese Ladung auszugleichen o Sie sind aber im Innenraum „gefangen“ und können nur durch ein Kanalprotein (die ATP-Synthase) zurück nach außen gelangen o Wenn die Protonen dann über die ATP-Synthase nach außen kommen, wird Energie erzeugt wird zur Synthese von ATP aus den Edukten ADP + P benutzt Teilgleichung für Wasserstoffspeicher: Prozesse: O NADH+H+ + 0,5 0₂ + 3 ADP + 3 P ⇒ NAD* + H₂O + 3 ATP O FADH₂ + 0,5 O2 + 2 ADP + 2 P → FAD + H₂O + 2 ATP o Hier sieht man, das die Energie der Knallgasreaktion über verschiedene Schritte als ATP frei wird → über 4 Membranproteinkomplexe Zuerst werden die Elektronen der Moleküle NADH+H* und FADH2 über Membranschichten in den Intermembranraum gefördert (chemiosmotische Hypothese) Zu dieser Membran entsteht dabei ein pH-Gradient, welcher besagt, es dass der pH-Wert außen niedriger als drinnen ist Es entsteht ein Membranpotential, welches sagt, dass es außen negativ und innen positiv geladen ist Der Protonengradient wird in dem Molekül ATP-Synthese zur Synthese von ATP verwendet → gleicht sich wieder aus Dabei entstehen pro NADH+H* Molekül 3 ATP und pro FADH₂ Molekül 2 ATP Glucoseabbau ist vollständig abgeschlossen