Catena respiratoria

di Anna Atlante

catena respiratoria

Insieme di proteine, localizzate nella membrana mitocondriale interna, che costituiscono una catena di trasportatori di equivalenti di riduzione da donatori diversi fino all’ossigeno molecolare. La catena respiratoria è costituita da quattro complessi integrati nella membrana (complesso I o NADH-CoQ reduttasi; complesso II o succinato CoQ reduttasi; complesso III o ubichinolo citocromo c reduttasi e complesso IV o citocromo c ossidasi), e due componenti relativamente mobili (il coenzima Q, o ubichinone, che trasferisce elettroni tra i complessi I e II, e il citocromo c che trasferisce elettroni, tra i complessi III e IV). In aggiunta, altri enzimi (glicerofosfato deidrogenasi, ETF deidrogenasi ecc.) cedono elettroni direttamente al coenzima Q. I complessi respiratori I, III e IV sono caratterizzati dalla presenza di citocromi, divisi in tre classi a, b, c, in rapporto al loro spettro di assorbimento della luce visibile. Il sistema redox dei citocromi è il gruppo eme, contenente uno ione ferro, che può passare da uno stato di ossidazione +2 a uno +3 e viceversa. Nell’ossidazione dei coenzimi/gruppi prostetici ridotti (NADH e FADH₂), gli equivalenti di riduzione sono trasportati in sequenza fino all’ossigeno da intermedi di ossidoriduzione, ognuno dei quali ossida l’intermedio precedente, riducendosi, e viene riossidato dall’intermedio seguente. Durante il processo di trasferimento di equivalenti di riduzione viene liberata energia – in forma di gradiente protonico elettrochimico transmembrana – utile per la sintesi di ATP, per il trasporto di ioni e metaboliti o dispersa sotto forma di calore. Nel doppio strato lipidico della membrana, i trasportatori sono localizzati in maniera anisotropa, requisito indispensabile per la formazione del gradiente protonico elettrochimico transmembrana, perché, a vari livelli del flusso di equivalenti, i protoni siano espulsi nello spazio intermembrane.

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