Elektronbärare

Elektronbärare är molekyler som kan ta upp och ge från sig elektroner i biokemiska reaktionskedjor. De möjliggör överföring av energi mellan enzymer och katalyserar elektronflöden i cellandningen och fotosyntesen. Genom redoxreaktioner växlar de mellan oxiderad och reducerad form och reglerar energiproduktionen.

De delas ofta in i två huvudtyper: lösta (soluble) elektronbärare som NAD+/NADH, NADP+/NADPH samt flavinerna FAD/FADH2 och FMN/FMNH2; och membranbundna eller lipidlösliga bärare som ubiquinon (CoQ) och plastoquinon i fotosyntesen, samt järn-svavelkluster i proteiner och cytoromer.

NAD+/NADH fungerar som växelbärare i katabola vägar medan NADP+/NADPH ofta används i biosyntetiska (anabola) reaktioner. FAD/FADH2 och FMN/FMNH2 fungerar som sekundära bärare i olika enzymsystem och deltar i både oxidation och reduktion.

Under aerob respiration överför NADH elektron till NADH-dehydrogenas (komplex I). Elektronerna förs vidare via ubiquinon (koenzyms Q) till komplex III, vidare till cytokrom c och slutligen till komplex IV där de reducerar syre till vatten. FADH2 bidrar via succinatdehydrogenas till ubiquinon och når därmed samma kedja men bypassar komplex I, vilket ger färre pumpade protoner och mindre ATP. Elektronerna drivs av den elektrokemiska gradient som bildas över mitokondriemembranet, och ATP-syntas omvandlar protonflödet till ATP.

I fotosyntesen används elektronerna från vatten som initierats av fotosystem II. Elektronerna flyttar genom plastoquinon till cytochrome b6f-komplexet, vidare via plastocyanin till fotosystem I och slutligen till ferredoxin som via ferredoxin-NADP+-reduktas reducerar NADP+ till NADPH.