La NADH déshydrogénase est la première enzyme de la chaîne de transport d'électrons de la mitochondrie. Elle est située dans la membrane mitochondriale interne et se compose de 25 chaînes polypeptidiques avec un groupe prosthétique FMN. Elle contient également des ions fer qui sont utilisés dans le transfert d'électrons à haute énergie le long de la chaîne respiratoire.
La FMN réagit avec le NADH issu des réactions d'oxydoréduction du métabolisme. Le FMN est réduit en FMNH2 tandis que le NADH est oxydé en NAD. Simultanément, un proton est pompé à travers la membrane mitochondriale interne vers l'espace intermembranaire.
Le mouvement du proton est utilisé pour produire une molécule d'ATP par phosphorylation oxydative.
Enfin, la NADH déshydrogénase transfère un électron à haute énergie à l'ubiquinone.
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