oder auch oxidative Phosphorylierung bzw. Chemiosmose.

Der Prozess der oxidativen Phosphorylierung findet in der inneren Mitochondrienmembran statt und lässt sich in zwei Teilschritte zusammenfassen:

1. Elektronentransport
2. Chemiosmose

1. Elektronentransport

Die Atmungskette läuft an der inneren Mitchondrienmembran ab. An dieser befinden sich vier Proteinkomplexe (= Redoxsysteme), welche Elektronencarrier enthalten. Der Einfachheit halber heißen sie jetzt Proteinkomplex (PK) I - IV.

Neben den Proteinkomplexen gibt es noch das Cytochrom C und das Ubichinon.

1. $NADH$ überträgt sein Elektron über den PK I auf das Ubichinon. $FADH_2$ überträgt seine Elektronen über den PK II ebenfalls auf das Ubichinon.
2. Ubichinon übertägt die Elektronen auf PK III, welcher sie an Cythochrom C weiterleitet.
3. Abschließend überträgt PK IV die Elektronen auf Sauerstoff, der damit zu $H_2O$ reduziert wird

Weil durch die zeitweilige Aufnahme von Elektronen reduziert und durch die Abgabe oxidiert werden, bezeichnet man die Proteinkomplexe auch als Redoxsysteme. Immer wenn ein Elektron abgegben wird, wird etwas Energie frei, die entscheidend für den Aufbau eines Protonengradienten ist.

Die frei gewordene Energie befördert den aktiven Transport von $H^+$- Ionen in den Intermembranraum über die PK I, III und IV.

→ dadurch entsteht der Protonen- oder Konzentrationsgradient.

<aside> ⚠️ $1/2 O_2+2H^++2e^-$ → $H_2O$

</aside>

Durch die Reduktion von Sauerstoff zu Wasser werden Wasserstoffprotonen verbraucht. Sie werden ursprünglich der Mitochondrienmatrix entzogen und tragen dazu bei, dass die Konzentration der Wasserstoffatomen immer geringer zu der im Intermembranraum wird.

→ positive Ladung der Wasserstoffprotonen sorgt für elektrochemischen Gradienten und dieser bietete viel Energie (= protonenmotorische Kraft)

2. Chemiosmose

1. die hydrophobe Lipiddoppelschicht ist für Protonen nicht einfach durchlässig, weswegen sich die Energie nicht einfach entladen kann, indem die Protonen durch die Membran diffundieren

→ Möglichkeit durch Enzym ATP-Synthase: (Protonen diffundieren entlang des elektrochemischen Gradienten)