Back to chapter

8.8:

Elektronendragers

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Electron Carriers

Languages

Share

– [Instructeur] Elektronendragers zijn verbindingen die rond hoogenergetische elektronen pendelen, de valuta van de cel voor extraheerbare energie door middel van redoxreacties, waarbij ze de oxidatie- en reductietoestanden coördineren, respectievelijk deze negatief geladen deeltjes verliezen en verkrijgen. Bijvoorbeeld, één belangrijke verbinding is nicotinamide adenine-dinucleotide of NAD, zo genoemd omdat de ene ribose ring een adeninebasis heeft terwijl de andere een nicotinamide aan de eerste koolstofatomen vastzit. Bij de vijfde koolstofpositie worden deze twee nucleotiden verbonden door twee fosfaatgroepen. Tijdens metabolisme bindt NAD als coenzym aan een enzym dat de reacties katalyseert en als oxyderende agent die de twee waterstofatomen verwijdert samen met een paar elektronen, van een reactief zoals een suiker. De elektronen worden vervolgens overgebracht naar de positief geladen stikstof en een waterstofatoom wordt bevestigd aan het tegenovergestelde koolstofvormende NADH. Uiteindelijk blijven de extra waterstofprotonen in het cytoplasma achter en pendelt NADH zijn elektronen naar het mitochondriale membraan waar ze in de elektronentransportketen terechtkomen en kunnen de dragers redoxreacties blijven ondergaan.

8.8:

Elektronendragers

Elektronendragers kunnen worden gezien als elektronenshuttles. Deze stoffen kunnen gemakkelijk elektronen accepteren (dwz worden gereduceerd) of verliezen (dwz worden geoxideerd). Ze spelen daarom een essentiële rol bij de productie van energie omdat cellulaire ademhaling afhankelijk is van de stroom van elektronen.

Tijdens de vele stadia van cellulaire ademhaling wordt glucose afgebroken tot koolstofdioxide en water. Elektronendragers nemen tijdelijk de elektronen op die door de reacties met glucose verloren zijn gegaan, en stoppen ze in de elektronentransportketen.

Twee van voorbeelden van elektronendragers zijn NAD + en FAD, die allebei van B-vitamines zijn afgeleid. De gereduceerde vormen van NAD + en FAD zijn respectievelijk NADH en FADH 2 , die worden geproduceerd tijdens eerdere stadia van cellulaire ademhaling (glycolyse, pyruvaatoxidatie en de citroenzuurcyclus).

De gereduceerde elektronendragers NADH en FADH 2 geven elektronen door in respectivelijk complexen I en II van de elektronentransportketen. Tijdens dit proces worden NADH en FADH 2</sub geoxideerd om NAD + en FAD te vormen.

Flavoproteïnen, ijzer-zwavelclusters, chinonen en cytochromen zijn nog meer voorbeelden van elektronendragers in de elektronentransportketen. Met behulp van enzymen brengen deze elektronendragers de elektronen uiteindelijk over naar zuurstofmoleculen. De elektronendragers worden geoxideerd als ze elektronen afstaan en gereduceerd als ze elektroenen accepteren. Elektronendragers veranderen dus telkens van de geoxideerde in de gereduceerde vorm en vice versa.

Elektronendragers zorgen voor een gecontroleerde stroom elektronen die de productie van ATP mogelijk maakt. Zonder hen zou de cel ophouden te functioneren.