Jabarkan Penggandengan dengan Fosforilasi Oksidatif dari Rantai transpor elektron

Hipotesis Penggandengan Kemiosmosis yang dicetuskan oleh pemenang penghargaan nobel kimia, Peter Mitchell, mengusulkan bahwa rantai transpor elektron dan fosforilasi oksidatif digandeng dengan gradien proton yang melintasi membran dalam mitokondria.

Proton yang dipompa oleh kompleks protein akan menghasilkan gradien elektrokimia. Gradien ini akan digunakan oleh ATP sintase untuk membuat ATP lewat fosforilasi oksidatif. Komponen Fo dari ATP sintase berperan sebagai sebagai saluran ion yang akan dilintasi oleh proton untuk kembali ke matriks mitokondria. Komponen Fo terdiri dari subunit a,b, dan c. Proton pada ruang intra-membran akan memasuki ATP sintase lewat subunit a, lalu bergerak menuju subunit c. Jumlah subunit c akan menentukan berapa banyak proton yang dibutuhkan untuk memutar Fo menjadi satu putaran penuh. Contohnya, pada manusia, terdapat 8 subunit c, sehingga dibutuhkan 8 proton. Setelah subunit c, proton akhirnya akan memasuki matriks mitokondira menggunakan subunit yang terbuka menuju matriks mitokondria. Aliran proton ini akan melepaskan energi bebas dalam bentuk karier elektron yang teroksidasi (NAD+ dan Q). Energi bebas ini akan digunakan untuk mendorong sintesis ATP, yang dikatalisis oleh komponen F1 dari kompleks ATP sinstase. Penggandengan dengan fosforilasi oksidatif sangatlah penting untuk produksi ATP. Namun, dalam kasus spesifik, memisahkan kedua proses ini menjadi dua proses yang berbeda mungkin dapat bermanfaat secara biologis. Salah satu protein yang disebut thermogenin menyediakan saluran alternatif proton untuk kembali ke matriks mitokondria.