Elektroninsiirtäjinä

Elektroninsiirtäjinä tarkoitetaan molekyylejä tai proteiineja, jotka voivat vastaanottaa ja luovuttaa elektroneja redox-reaktioiden kautta. Niiden tehtävä on siirtää elektronit metabolisessa verkossa siten, että energia vapautuu ja ohjautuu ATP:n muodostukseen. Ne ovat keskeisiä soluhengityksessä mitokondrioissa sekä fotosynteesissä, ja ne osallistuvat lukuisiin muihin aineenvaihduntaprosesseihin.

Elektroninsiirtäjät voivat olla liukoisia tai kalvon sisäisiä. Esimerkkejä liukoisista ovat NADH, NADPH ja FADH2 sekä ubiquinone (koentsyymi Q) ja plastoquinone. Kalvoon kiinnittyneet koostuvat proteiinikomplekseista sekä hemiryhmistä, Fe-S-klustereista ja muista prostettisista ryhmistä. Näiden järjestelmien yhteistoiminta muodostaa elektroninsiirtoketjut solun eri osiin.

Toimintaperiaate perustuu elektronien siirtoon yhä potentiaalisemmilta hyväksikäyttäjille. Tämä siirtoprosessi synnyttää protonipumpun kalvolla ja protonien gradientin, joka ajaa ATP-synteesiä. Mitochondrioissa NADH luovuttaa elektronit kompleksI:n kautta ubiquinoneen, jonka kautta ne kulkevat kompleksien III ja IV kautta lopulta hapen vastaanotettua muodostaen vettä. Fotosynteesissä elektronit liikkuvat plastoquinonilta plastocyaniniin ja edelleen ferredoksiiniin sekä NADP+:iin.

Esimerkkejä ovat liukenevat NADH, NADPH ja FADH2 sekä koentsyymi Q (ubiquinone) ja plastoquinone. Kalvoon kiinnittyneitä ovat cytochromit, Fe-S-klusterit, ferredoksiini sekä flavoproteiinit (FMN, FAD). Näiden verkosto määrittää solun redox-tasapainon ja energian tuotannon tehokkuuden.

Merkitys: Elektroninsiirtäjät mahdollistavat useiden biokemiallisten reaktioiden etenemisen ja muuttavat reaktioiden energiakertymän. Redox-tasapainon rikkomukset voivat vaikuttaa solujen toimintaan ja liittyä sairauksiin, minkä vuoksi niiden tutkimus on keskeinen osa biokemiaa ja biolääketiedettä.