Oxidative Phosphorylierung
Englisch: oxidative phosphorylation, OXPHOS
Definition
Die oxidative Phosphorylierung ist ein metabolischer Prozess in Zellen, über den ATP unter Verbrauch von Sauerstoff generiert wird. Sie findet in den Mitochondrien statt.
Prinzip
ATP ist ein universeller Energieträger, der in vielen verschiedenen Prozessen in der Zelle verbraucht wird. Bei der Phosphorylierung von ADP zu ATP muss entsprechend Energie investiert werden.
Die oxidative Phosphorylierung nutzt dafür Energie, die während der Atmungskette freigesetzt wird. Bei der Oxidation von Nährstoffen wie Glucose und Fettsäuren werden Elektronen auf die Redoxcoenzym NAD und FAD übertragen. In der Atmungskette werden diese über mehrere Proteinkomplexe in der inneren Mitochondrienmembran auf Sauerstoff übertragen. Bei diesem Prozess wird ein Protonengradienten über der Membran aufgebaut. Dieser wird anschließend von der ATP-Synthase genutzt, um ADP zu phosphorylieren.
Die oxidative Phosphorylierung ist also der gemeinsame Prozess aus Atmungskette und ATP-Synthese. Sie findet nur statt, wenn Sauerstoff als finaler Elektronenakzeptor verfügbar ist. Auf ADP wird dabei ein anorganischer Phosphatrest übertragen. Die sogenannte Substratkettenphosphorylierung kann auch ohne Anwesenheit von Sauerstoff stattfinden. Hier wird während einer enzymatischen Reaktion, bei der Energie frei wird, organisches Phosphat von einem Substrat auf ADP übertragen.