Elektronenträger

Elektronenträger sind Substanzen, die Elektronen in Redoxreaktionen aufnehmen und wieder abgeben können, um sie zwischen Donatoren und Akzeptoren zu übertragen. Sie kommen als kleine organische Moleküle, Metall-Komplexe oder Proteine vor und unterscheiden sich in ihrem Redoxpotential, ihrer Löslichkeit, Lokalisierung und in der Art der übertragenen Elektronen.

In der Biologie spielen Elektronenträger eine zentrale Rolle bei der Energiekonversion. Sie vermitteln den kontrollierten Elektronentransfer in Elektronentransportketten, oft gekoppelt an Protonentransport, so dass ein Protonenmotiv erzeugt wird, das zur Synthese von ATP führt. Zu den wichtigsten biologischen Coenzymen gehören NAD+/NADH, NADP+/NADPH und FAD/FADH2. Proteine wie Cytochrome (Häm-Gruppen) und Eisen-Schwefel-Proteine dienen als Elektronenträger auf Proteinniveau, während kleine lipophile Carrier wie Ubiquinon (CoQ) oder Plastquinon Elektronen innerhalb Membranen transportieren.

Typische Elektronenträger umfassen NAD+/NADH, NADP+/NADPH und FAD/FADH2 sowie membranständige oder lösliche Carrier wie Ubiquinon, Plastiquinon, Cytochrome-Proteine, Plastocyanin und Ferredoxin. NADH und FADH2 liefern Elektronen an die Atmungskette bzw. Photosyntheseweg, wodurch Elektronenfluss, Protonenpumpen und letztlich ATP-Synthese ermöglicht werden. Die Auswahl eines Elektronenträgers ist durch dessen Redoxpotenzial, Lokalisierung und Fähigkeit zur Kopplung von Elektronentransfer an Protonentransport bedingt.

Elektronenträger sind damit zentrale Bausteine der zellulären Energieumwandlung und der rotenox-abhängigen Reaktionsketten in lebenden Organismen.