NADH oksüdatsioonireaktsiooni NADH + (1/2)O2 + H+ = NAD+ + H2O standardne vabaenergia muut on –217 kJ/mol. Seega on NADH oksüdatsiooni arvel võimalik sünteesida mitu mooli ATPd, sest ADP fosforüülimisreaktsiooni standardne vabaenergia on +30.5 kJ/mol. Keemiline analüüs on näidanud, et iga kahe elektroni ülekandega NADH-lt hapnikule sünteesitakse imetaja rakkudes 2.5 ATPd ekvivalenti. FADH2 korral on vastav väärtus 1.5. Elektronide transportahel koosneb seeriast elektronide akseptoritest ehk redokstsentritest, mis saavad elektronid NADH või FADH2 koosseisust. Need akseptorid on positiivsema redokspotentsiaaliga, nii et nende redutseerimisel vabaneb energia. Hingamisahela komplekside oluline iseärasus on see, et vabanev energia suudetakse osaliselt säilitada, kasutades seda kindlate aminonohappe jääkide Kõrvalahelategs seotud prootonite liigutamiseks ja arvatavasti peptiidahela kõrgema
eraldub CO2, mis difundeerub mitokondrist välja. 3) Tsitraaditsükkel /krebsi tsükkel - Atsetüül-CoA molekul ühineb ühe happega ning ensümaatiliste redoksreaktsioonide käigus muutuvad kõik püruvaadis olevad süsinikud, vesinikud ja hapnikud CO2’ks ja H2O’ks. Samuti tekib NADH ja FADH2 molekule ning ATP. Tsükkel kordub, sest pürovaate tekkis alguses 2 molekuli ning saadused mitmekordistuvad. 4) Hingamisahela reaktsioonid (elektroni transportahel) - toimuvad mitokondri harjakeste membraanidel. Vajavad hapnikku. H ioonid vabanevad NADH ja FADH2 molekulidest. Moodustunud NAD ja FAD kasutatakse uuesti eelnevates etappides -> eraldunud vesinik seotakse hapnikuga ja moodustub vesi. Väljumise juures on ensüüm, mis muudab elektronide vabanemisel saadud energia abil ADP ATP’ks. Ehk vabaneva energia arvel saab 12NADH2 molekuli kohta sünteesida 36ATP molekuli.
transportvalke ja ensüüme (hingamisahel). Maatriks - Palju ensüüme (CoA süntees, tsitraadi (Krebsi) tsükkel) - DNA - ribosoomid. Organiseerimine rakus: On mobiilsed ja plastilised. Seostuvad sageli mikrotuubulitega. Lokaliseeruvad sageli paikadesse, kus suur energiavajadus 104. Hingamisahela üldpõhimõte. Kemoosmootne protsess ja ATP süntees.Tsüaniidi toimemehhanism. Kõrge energiatasemega elektronide transportahel (hingamisahel), mis koosneb kolmest ensüümkompleksist – 1,3,4, mis on sisemembraani sisse ehitatud ning 2 transporter-molekulist ubikinoon ja tsütokroom C. Selle tulemusena tekkiv elektrokeemiline prootonite gradient ja prootonite tagasivool käivitavad ATP süntetaasi. Elektronide transportahelas lekib pidevalt väikeses koguses vabu radikaale. Kui neid ei suudeta neutraliseerida tekib oksüdatiivne stress. ATP – adenosiintrifosfaat. Universaalne energia
võimeline korrektselt viburit assambleerima. 6.2.2. Bakterite ebatavalised hingamisahelad Metallihingamine Bakterid on võimelised vahetama elektrone tahke pinnasega ja/või kasutama selleks lahustuvaid vaheühendeid. Metallihingamiseks kasutatakse elektronide lõpp-aktseptoriks Fe3+ või Mn4+. Või vastupidi, redutseeritud metallid (Fe2+) võivad olla elektronide doonoriteks, millega initsieeritakse hingamisahelas elektronide transportahel. Transportimisel elektrone madalamalt redokspotentsiaaliga ühendilt kõrgema redokspotentsiaaliga ühendile luuakse prootongradient ning sünteesitakse ATP-d. Kuigi metallihingamine on teada ammu, pole siiani täpselt välja selgitatud kogu protsessi. Peamiseks erinevuseks E. coli tüüpi hingamisahelatest on elektronidoonorite või aktseptorite lahustumatus. Mudelhingamisahelas difundeerub lõpp-aktseptoriks kasutatav