Fosforilación oxidativa

La fosforilación oxidativa es el medio hipotético por el que se genera ATP a partir de fosfato inorgánico y ADP en las mitocondrias. Está estrechamente vinculada al paso de electrones de alta energía por la cadena de transferencia de electrones.

La hipótesis más plausible para vincular la producción de ATP por la enzima ATP sintasa con las reacciones de la cadena de transferencia de electrones es la de la quimiosmosis:

• la transferencia de electrones en determinadas enzimas de la cadena respiratoria actúa para bombear protones desde el interior hacia el exterior de la membrana mitocondrial interna
• Esto establece un gradiente de protones a través de la membrana.
• el paso de los protones de vuelta a través de la membrana por el gradiente electroquímico provoca un cambio de conformación en la ATP sintasa; el gradiente de protones y la ATP sintasa están acoplados
• el cambio de conformación en la ATP sintasa cataliza el acoplamiento de ADP y fosfato inorgánico para formar ATP
• A continuación, la célula utiliza el ATP como intermediario energético universal.

La fosforilación oxidativa depende del ciclo del ácido tricarboxílico y, en menor medida, de vías como la glucólisis, para proporcionar una "fuerza motriz" en términos de NADH y FADH2 para la cadena de transporte de electrones. Por el contrario, cuando los suministros de NADH y FADH2 son bajos, la hidrólisis de ATP por la ATP sintasa puede acoplarse para producirlos mediante la cadena de transporte de electrones trabajando a la inversa. Esto se ve facilitado por el hecho de que todas las enzimas de la cadena de transporte de electrones están cerca del equilibrio.

Además, el desacoplamiento de la ATP sintasa y de la cadena de transporte de electrones se produce en la grasa parda. El gradiente de protones se utiliza para crear calor en lugar de ATP.