氧化磷酸化

氧化磷酸化 ( 縮寫作 OXPHOS ） 是細胞的一種代謝途徑 ， 該過程在真核生物的線粒體內膜或原核生物的細胞膜上發生 ， 使用其中的酶及氧化各類營養素所釋放的能量來合成三磷酸腺苷 （ ATP ） 。 雖然地球上的生物消耗的能源物質範圍極廣 ， 爲合成代謝直接提供能量的分子卻幾乎都是ATP 。 幾乎所有的好氧性生物都以三羧酸循環 - 氧化磷酸化作爲製造ATP的主要過程 。 該途徑如此普遍的原因可能是 ： 與其他的代謝途徑 ， 特別是糖酵解之類的無氧發酵途徑相比 ， 它能更高效地釋放能量 。 氧化磷酸化期間 ， 電子在氧化還原反應中從電子供體轉移到電子受體 ， 例如氧 。 氧化還原反應所釋放的能量用於合成ATP 。 在真核生物中 ， 這些氧化還原反應在一系列線粒體內膜上的蛋白質複合體的參與下完成 ， 而在原核生物中 ， 這些蛋白質存在於細胞膜間隙中 。 這一串蛋白質稱爲電子傳遞鏈 。 真核生物包含五種主要的蛋白質複合體 ， 而原核生物中存在許多不同的酶 ， 以便利用各種電子供體和受體 。 在 “ 電子傳遞 ” 過程中 ， 質子被電子流過電子傳遞鏈所釋放的能量泵出線粒體內膜 。 這會以pH梯度和跨膜電勢差的形式產生勢能 。 儲存的能量通過讓質子順梯度跨膜內流 ， 由稱爲ATP合酶的大型酶所使用 ； 這個過程稱爲化學滲透 。 這種酶在磷酸化反應過程中就像一臺機械馬達 ， 酶的一部分在質子流的驅動下不停旋轉 ， 將二磷酸腺苷 （ ADP ） 合成爲三磷酸腺苷 。 雖然氧化磷酸化是新陳代謝的重要組成部分 ， 它卻會產生活性氧如超氧化物和過氧化氫 ， 使自由基擴散開來 ， 破壞細胞及造成病變 ， 還有可能導致老化 。 該代謝途徑中的酶也是許多藥物和毒物所抑制的目標 。