电子传递链(Electron Transport Chain, ETC)是细胞内产生能量的关键过程之一,主要发生在线粒体内膜上。它通过一系列的氧化还原反应将电子从NADH和FADH2等高能电子载体转移到氧气分子,最终形成水。这个过程中释放的能量被用来合成ATP(三磷酸腺苷),这是细胞的主要能量货币。
具体来说,ETC由四个主要复合物组成:复合物I、II、III 和IV。当NADH或FADH2将它们的电子传递给复合物I或II时,这些复合物利用电子的能量来泵送质子(氢离子)从线粒体基质到内膜外侧的空间,形成一个跨膜的电化学梯度。这个过程被称为氧化磷酸化。
随着电子通过ETC传递至最终受体氧气,并与之结合生成水分子的同时,大量的质子被泵出线粒体基质,在线粒体内膜两侧形成了高浓度差。这种由质子浓度差异形成的能量势能称为质子动力(Proton Motive Force, PMF)。
接下来,这些质子通过ATP合成酶(复合物V)重新进入线粒体基质的过程中,会驱动ATP合酶的旋转,促使ADP和无机磷结合生成ATP。这个过程就是所谓的化学渗透假说,由Peter Mitchell在1961年提出,并因此获得1978年的诺贝尔化学奖。
综上所述,电子传递链通过建立一个质子梯度来间接促进ATP的合成,而这一过程是细胞呼吸作用中能量转换的重要环节。