Qu'est-ce que la phosphorylation oxydative?
La phosphorylation oxydative est l'ensemble des réactions chimiques utilisées pour produire de l'adénosine triphosphate (ATP). Une partie importante de la respiration aérobie, c’est peut-être l’opération métabolique la plus fondamentale de la planète. Différents types d'organismes ont de nombreuses manières différentes d'organiser la phosphorylation oxydative, mais le résultat final est toujours le même: l'énergie de l'avant-dernière étape de la série est utilisée pour lier un atome de phosphore à l'adénosine diphosphate (ADP), le transformant en ATP. . L'énergie potentielle ajoutée à la molécule dans cette réaction est précisément ce qui fait de l'ATP une source d'énergie universellement utile dans la cellule.
La dernière étape de la phosphorylation oxydative implique une série de réactions de réduction-oxydation, ou redox. Ces réactions transfèrent des électrons d'une molécule à une autre, modifiant ainsi la charge des deux. Cet ensemble d'opérations s'appelle une chaîne de transport d'électrons, car il permet à la cellule de déplacer de l'énergie, sous forme d'électrons, du stockage à un endroit où elle peut être facilement utilisée. La nicotinamide adénine dinucléotide (NAD + ) est une étape courante vers la fin de ce processus. Le '+' représente une charge positive qui lui permet d'accepter facilement les électrons et de devenir une forme réduite appelée NADH.
L'énergie des électrons dans NADH est utilisée pour alimenter un processus appelé chimiosmose. La chimiosmose concentre l'énergie des électrons en énergie potentielle en déplaçant des ions hydrogène - des protons - à travers une membrane. Ce mouvement crée un gradient d'énergie à travers la membrane en raison de la charge positive accumulée d'un côté. Ce gradient d'énergie s'appelle la force motrice du proton. À ce stade, l'étape ultime et la plus universelle de la phosphorylation par oxydation peut avoir lieu.
L'ATP synthase est l'enzyme responsable en dernier ressort de la conversion de l'ADP en ATP. Une partie de la protéine est incluse dans la membrane à travers laquelle les protons ont été entraînés. L'ATP synthase fournit une voie par laquelle les protons peuvent entrer de nouveau dans la cellule, mais tire parti de l'énergie générée lorsqu'ils le font. Cette opération ressemble à la façon dont les éoliennes exploitent les différences de pression et les roues hydrauliques utilisent les variations d'énergie potentielle résultant de la gravité. Le mouvement d'un proton à travers la membrane permet de modifier la forme de l'enzyme. Si une molécule d'ADP est déjà liée à l'ATP synthase lorsque cet événement se produit, la modification lui impose un atome de phosphore supplémentaire. La molécule d'ATP nouvellement produite est autorisée à quitter l'enzyme et devient libre de fournir de l'énergie ailleurs dans la cellule.