Jelaskan Rantaian pengangkutan elektron prokariot dari Pemfosforilan oksidaan dalam bahasa melayu

Berbeza dengan keserupaan umum dalam struktur dan fungsi rantai pengangkutan elektron dalam eukariot, bakteria dan arkea mempunyai pelbagai jenis enzim pemindahan elektron dimana ia menggunakan satu set bahan kimia yang pelbagai sebagai substrat. Sama seperti eukariot, pengangkutan elektron prokariot menggunakan tenaga yang dibebaskan daripada pengoksidaan substrat untuk mengepam ion melintasi membran dan menjana kecerunan elektrokimia. Dalam bakteria, pemfosforilan oksidaan pada Escherichia coli difahami secara terperinci manakala sistem arkea buat masa ini kurang difahami.

Perbezaan besar pemfosforilan oksidaan antara prokariot dan eukariot adalah bakteria dan arkea menggunakan banyak bahan yang berbeza untuk menderma atau menerima elektron. Ini membolehkan prokariot berkembang di bawah pelbagai keadaan persekitaran. Dalam E. coli contohnya, pemfosforilan oksidaan boleh dipacu oleh sebilangan besar pasangan agen penurunan dan agen pengoksidaan yang disenaraikan di bawah. Keupayaan titik tengah bahan kimia diukur sebanyak mana tenaga dibebaskan semasa ia dioksidakan atau diturunkan, dengan agen penurunan mempunyai keupayaan negatif dan agen pengoksidaan mempunyai keupayaan positif.

Seperti yang ditunjukkan di atas, E. coli boleh tumbuh dengan agen penurunan seperti format, hidrogen atau laktat sebagai penderma elektron dan nitrat, DMSO atau oksigen sebagai penerima elektron. Semakin besar perbezaan dalam keupayaan titik tengah antara agen pengoksidaan dan penurunan, semakin banyak tenaga dilepaskan apabila ia bertindak balas. Daripada sejumlah sebatian tersebut, pasangan suksinat/fumarat adalah luar biasa kerana keupayaan titik tengahnya menghampiri sifar. Suksinat dengan itu boleh dioksidakan kepada fumarat jika agen pengoksidaan yang kuat seperti oksigen boleh didapati, atau fumarat boleh diturunkan kepada suksinat dengan menggunakan agen penurunan yang kuat seperti format. Tindak balas alternatif ini masing-masing dimangkinkan oleh suksinat dehidrogenase dan fumarat reduktase.

Sesetengah prokariot menggunakan pasangan redoks yang hanya mempunyai perbezaan yang kecil dalam keupayaan titik tengah. Contohnya, bakteria penitritan seperti Nitrobakter, yang mengoksidakan nitrit kepada nitrat dengan menderma elektron kepada oksigen. Sejumlah kecil tenaga dilepaskan dalam tindak balas ini adalah mencukupi untuk mengepam proton dan menjana ATP, tetapi tidak mencukupi untuk menghasilkan NADH atau NADPH secara terus untuk digunakan dalam anabolisme. Masalah ini selesai dengan menggunakan nitrit oksidoreduktase untuk menghasilkan daya gerakan proton bagi menjalankan sebahagian daripada ETC secara terbalik, menyebabkan kompleks I menjana NADH.

Prokariot mengawal penggunaan penderma dan penerima elektron ini dengan mengubah enzim yang dihasilkan sebagai respons kepada keadaan persekitaran. Kebolehlenturan ini boleh dilakukan kerana oksidase dan reduktase berbeza menggunakan takung ubikuinon yang sama. Ini membenarkan banyak kombinasi enzim untuk berfungsi bersama-sama, yang dihubungkan oleh bahantara ubikuinol yang biasa. Rantaian respirasi ini mempunyai reka bentuk modular dengan set sistem enzim yang saling bertukar ganti.

Selain daripada kepelbagaian metabolisme ini, prokariot juga memiliki isozim. Contohnya, dalam E. coli, terdapat dua jenis oksidase bagi ubikuinol yang menggunakan oksigen sebagai penerima elektron. Di bawah keadaan aerob yang tinggi, sel E. coli akan menggunakan oksidase dengan keafinan oksigen yang rendah bagi mengangkut dua proton bagi setiap elektron. Namun, jika paras oksigen jatuh, sel itu akan bertukar kepada oksidase yang mengangkut satu proton bagi setiap elektron, tetapi mempunyai keafinan oksigen yang tinggi.