A cadeia de transferência de electrões é uma série de reacções enzimáticas e proteicas no interior da membrana mitocondrial. Combinada com a fosforilação oxidativa, converte a energia sob a forma do potencial de transferência de electrões do NADH e do FADH2 na energia contida na ligação fosfato terminal do ATP. Simultaneamente, o oxigénio é consumido e a água é produzida.
O NADH e o FADH2 são derivados de reacções da glicólise, da beta-oxidação dos ácidos gordos, do ciclo do ácido tricarboxílico e de outras vias metabólicas. O NADH entra na cadeia ao nível da NADH desidrogenase para produzir, em última análise, 3 moléculas de ATP. O FADH2 entra na cadeia ao nível da coenzima Q para produzir 2 moléculas de ATP.
A fosforilação oxidativa é o mecanismo pelo qual as acções de bombeamento de protões da cadeia respiratória são transduzidas em ATP.
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