Fosforilação oxidativa

A fosforilação oxidativa é o meio hipotético pelo qual o ATP é gerado a partir de fosfato inorgânico e ADP nas mitocôndrias. Está estreitamente ligada à passagem de electrões de alta energia pela cadeia de transferência de electrões.

A hipótese mais plausível para relacionar a produção de ATP pela enzima ATP sintase com as reacções da cadeia de transferência de electrões é a da quimiosmose:

• a transferência de electrões em certas enzimas da cadeia respiratória actua para bombear protões do interior para o exterior da membrana mitocondrial interna
• isto estabelece um gradiente de protões através da membrana
• a passagem dos protões de volta através da membrana pelo gradiente eletroquímico provoca uma mudança de conformação na ATP sintase; o gradiente de protões e a ATP sintase estão acoplados
• a alteração da conformação da ATP sintase catalisa o acoplamento do ADP e do fosfato inorgânico para formar ATP
• O ATP é então utilizado pela célula como um intermediário energético universal

A fosforilação oxidativa depende do ciclo do ácido tricarboxílico e, em menor grau, de vias como a glicólise, para fornecer uma "força motriz" em termos de NADH e FADH2 para a cadeia de transporte de electrões. Inversamente, quando os fornecimentos de NADH e FADH2 são baixos, a hidrólise do ATP pela ATP sintase pode ser acoplada para os produzir pela cadeia de transporte de electrões que trabalha em sentido inverso. Isto é facilitado pelo facto de todas as enzimas da cadeia de transporte de electrões se encontrarem em equilíbrio.

Além disso, o desacoplamento da ATP sintase e da cadeia de transporte de electrões ocorre na gordura castanha. O gradiente de protões é utilizado para criar calor em vez de ATP.