8.14 : ATP Verimi

Hücresel solunum, glikoz molekülü başına 30-32 ATP molekülü üretir. ATP'nin çoğu oksidatif fosforilasyondan ve elektron taşıma zincirinden (ETC) kaynaklansa da önceden 4 ATP kazanılır (2'si glikolizden ve 2'si sitrik asit döngüsünden).

ETC, iç mitokondriyal membrana gömülüdür ve dört ana protein kompleksi ve bir ATP sentaz içerir. NADH ve FADH2, elektronları bu komplekslere geçirir ve bu da protonları zarlar arası boşluğa pompalar. Protonların bu dağılımı, zar boyunca bir konsantrasyon gradyanı oluşturur. Gradyan, protonlar ATP sentaz yoluyla mitokondriyal matrise geri aktığında ATP üretimini yönlendirir.

NADH'nin kompleks I, kompleks I ve III'e geçtiği her 2 giriş elektronu için her biri 4 proton pompalar ve kompleks IV, toplam 10 proton olmak üzere 2 proton pompalar. Kompleks II, NADH tarafından başlatılan elektron zincirine dahil değildir. Bununla birlikte FADH ₂ , 2 elektronu kompleks II'ye geçirir, bu nedenle FADH ₂ başına toplam 6 proton pompalanır; kompleks III yoluyla 4 proton ve kompleks IV yoluyla 2 proton.

1 ATP'yi sentezlemek için dört protona ihtiyaç vardır. Her NADH için 10 proton pompalandığından, 1 NADH 2,5 (10/4) ATP verir. Her FADH ₂ için altı proton pompalanır, bu nedenle 1 FADH ₂ 1.5 (6/4) ATP verir.

Hücresel solunum, glikoz molekülü başına maksimum 10 NADH ve 2 FADH ₂ üretir. Tek bir NADH 2.5 ATP ürettiğinden ve tek bir FADH ₂ 1.5 ATP ürettiğinden, oksidatif fosforilasyon ile 25 ATP + 3 ATP üretilir. Oksidatif fosforilasyondan önce, glikoz molekülü başına maksimum 32 ATP veren dört ATP üretilir.

Önemli olarak, glikoliz sitozolde meydana gelir ve ETC mitokondride (ökaryotlarda) bulunur. Mitokondriyal membran, NADH'ye geçirgen değildir, bu nedenle glikoliz tarafından üretilen 2 NADH'nin elektronlarının mitokondriye gönderilmesi gerekir. Mitokondriye girdikten sonra, elektronlar NAD ⁺ veya FAD'ye geçirilebilir. Elektron taşıyıcısına bağlı olarak farklı ATP verimleri göz önüne alındığında, toplam hücresel solunum verimi glikoz molekülü başına 30 ila 32 ATP'dir.