Concetti Chiave
- La fosforilazione ossidativa è il processo che conserva l'energia liberata nel trasporto degli elettroni nei legami dell'ATP.
- Nel ciclo di Krebs, la fosforilazione converte ADP in ATP tramite l'enzima ATPasi presente sulla membrana interna mitocondriale.
- I complessi enzimatici nella membrana mitocondriale spostano protoni creando un gradiente H+ che alimenta la sintesi di ATP.
- La sintesi di ATP è mediata dal complesso F0F1ATPasi, che utilizza il gradiente protonico per produrre ATP.
- Nella respirazione aerobica, si producono 34 moli di ATP per mole di glucosio, totalizzando 36 moli di ATP con la glicolisi anaerobia.
Indice
Conservazione dell'energia nell'ATP
L’energia liberatasi durante il trasporto degli e- viene dunque conservata nei legami ad alta energia dell’ATP e l’associazione dei processi di fosforilazione con quelli ossidativi viene definita fosforilazione ossidativa.
In un del ciclo di Krebs si ha:
acetile + 3NAD+ + FAD + ADP + Pi = 2C02 + 3NADH + FADH2 + ATP
La fosforilazione dell'ADP ad ATP è catalizzata dal complesso enzimatico ATPasi inserito principalmente sulle creste della membrana interna.
Sintesi dell'ATP e complessi
Ma come avviene la sintesi dell’ATP?
Tre dei complessi trasportatori di e- inseriti nella membrana interna mitocondriale spostano anche protoni ,trasferendoli dalla matrice al compartimento intermembranario . Il trasferimento di protoni crea un gradiente H+ e,secondo l’ipotesi chemiosmotica di Mitchéll, questo gradiente fornisce energia ad un complesso enzimatico, F0F1ATPasi, che consente la sintesi dell’ATP. Il complesso è costituito dalle due subunità F0 ed F1;l' una forma un canale nella membrana, l’altra (F1) consta di uno stelo e di una testa. La subunità F0 consente il passaggio dei protoni, mentre F1 promuove la sintesi di ATP .
Bilancio energetico delle ossidazioni
Proviamo ora a definire il bilancio energetico delle ossidazioni: la glicolisi anaerobia produce due moli di ATP,mentre nella respirazione aerobia si formano 34 moli di ATP per ogni mole di glucosio ossidato. Complessivamente dunque si formano 36 moli di ATP.
Poiché il processo 36Pi + 36ADP → 36ATP+ + 36 H20 comporta ∆G = +263 Kcal, nelle molecole di ATP vengono immagazzinate 263 Kcal, che la cellula potrà impegnare nelle sue attività.
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