Jelaskan Spesi oksigen reaktif dari Fosforilasi oksidatif

Oksigen molekuler merupakan akseptor elektron akhir yang ideal, karena ia merupakan oksidator kuat. Reduksi oksigen melibatkan zat antara yang berpotensi bahaya. Walaupun transfer empat elektron dan empat proton akan mereduksi oksigen menjadi air, yang tidak berbahaya, transfer satu atau dua elektron akan menghasilkan anion superoksida ataupun anion peroksida, yang sangat reaktif dan berbahaya.

Spesi oksigen reaktif dan produk reaksinya ini seperti radikal hidroksil, sangatlah berbahaya bagi sel, karena akan mengoksidasi protein dan mengakibatkan mutasi pada DNA. Kerusakan ini berkontribusi terhadap penyakit dan diajukan pula merupakan salah satu akibat dari penuaan.

Kompleks sitokrom c sangat efisien mereduksi oksigen menjadi air, dan melepaskan hanya sedikit zat antara yang tereduksi secara parsial. Namun terdapat sejumlah kecil anion superoksida dan peroksida yang diproduksi oleh rantai transpor elektron. Terutama pentingnya adalah pada reduksi koenzime Q pada kompleks III, karena radikal bebas ubikuinon

yang sangat reaktif terbentuk sebagai zat antara dalam siklus Q. Spesi yang tidak stabil ini dapat menyebabkan "kebocoran" elektron ketika elektron ditransfer secara langsung ke oksigen dan menghasilkan superoksida. Karena laju produksi spesi oskigen reaktif oleh kompleks pemompa proton ini tertinggi ketika potensial membran tinggi, diajukan bahwa mitokondria meregulasi aktivitas kompleks untuk menjaga potensial membran berada dalam kisaran yang kecil sehingga menyeimbangkan produksi ATP terhadap produksi oksidator. Sebagai contohnya, oksidator dapat mengaktivasi UCP (uncoupling protein) yang menurunkan potensial membran.

Untuk melawan spesi oksigen reaktif ini, sel mengandung sejumlah sistem antioksidan, meliputi vitamin antioksidan seperti vitamin C dan vitamin E, dan enzim antioksidan seperti superoksida dismutase, katalase, dan peroksidase, yang menetralkan spesi reaktif sehingga mengurangi kerusakan sel.

Gugus anion superoksida, senyawa organik yang sangat aktif yang terdapat pada molekul hidrogen peroksida dan jenis ROS lainnya, merupakan produk samping reaksi redoks yang terjadi pada rantai transpor elektron. Gangguan mekanisme produksi ROS dapat berakibat pada berbagai macam patologi seperti diabetes, neurodegenerasi, gagal jantung, chronic obstructive pulmonary disease. Domain produksi anion superoksida terletak pada kompleks I dan kompleks III.

Dari beberapa senyawa intermediat pengusung satu elektron, radikal bebas SQ- dianggap merupakan senyawa yang paling berperan aktif dalam mereduksi molekul oksigen menjadi anion superoksida. Molekul semikuinon dihasilkan kompleks I dan III sebagai hasil reduksi ubikuinon atau oksidasi ubikuinol,

SQ- akan melekat pada kompleks I atau III hingga saat terstimulasi elektron yang kedua dengan reaksi,

Semikuinon lebih lanjut dapat berinteraksi langsung dengan molekul oksigen dengan reaksi,