A NADH desidrogenase é a primeira enzima da cadeia de transporte de electrões mitocondrial. Está localizada no interior da membrana mitocondrial e é constituída por 25 cadeias polipeptídicas com um grupo prostético FMN. Contém também iões de ferro que são utilizados na transferência de electrões de alta energia ao longo da cadeia respiratória.
A FMN reage com o NADH derivado de reacções redox metabólicas. O FMN é reduzido a FMNH2 e o NADH é oxidado a NAD. Simultaneamente, um protão é bombeado através da membrana mitocondrial interna para o espaço intermembranoso.
O movimento do protão é utilizado para produzir 1 molécula de ATP através da fosforilação oxidativa.
Por fim, a NADH desidrogenase transfere um eletrão de alta energia para a ubiquinona.
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