Phosphorylation oxydative
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La phosphorylation oxydative est une voie métabolique qui utilise l'énergie libérée par l'oxydation des nutriments pour la production d'adénosine triphosphate (ATP). Bien que les différentes formes de vie absorbent une grande variété de nutriments, presque tous les organismes aérobies ont recours à la phosphorylation oxydative pour produire de l'ATP, la molécule qui fournit de l'énergie nécessaire au métabolisme. Elle a alors lieu dans la mitochondrie. Le rendement énergétique de cette voie métabolique est bien meilleur que celui des fermentations ou de la glycolyse anaérobie, ce qui explique sans doute qu'elle soit universelle.
Au cours de la phosphorylation oxydative, des électrons, sont transférés de molécules réductrices vers des oxydants tels que l'oxygène au cours de réactions d'oxydoréduction. Ce sont ces réactions redox qui libèrent de l'énergie, utilisée pour former des molécules d'ATP. Ces réactions sont réalisées par une série de complexes protéiques situés dans la membrane interne des procaryotes et dans la membrane interne des mitochondries des eucaryotes. Ces groupes de protéines liés forment la chaîne respiratoire. Plusieurs enzymes sont impliquées dans la chaîne respiratoire des procaryotes, utilisant de nombreux donneurs et accepteurs d'électrons différent, tandis que cinq complexes protéiques interviennent dans la chaîne respiratoire des eucaryotes.
L'énergie libérée par la circulation des électrons le long de la chaîne respiratoire sert à pomper des protons à travers la membrane mitochondriale ou cellulaire et générer un gradient électrochimique et un gradient de pH à travers cette membrane. Les protons, qui s'accumulent en dehors de la structure, accroissent la pression chimiosmotique à l'extérieur par rapport à celle qui règne à l'intérieur de la mitochondrie ou de la cellule. Les protons qui retournent à l'intérieur passent à travers le canal ionique de l'ATP synthase, enzyme complexe dotée d'une unité rotative fonctionnant comme un rotor qui utilise l'énergie chimiosmotique de ces protons pour permettre la phosphorylation d'une molécule d'ADP en ATP.
La phosphorylation oxydative est une fonction vitale du métabolisme. Elle génère cependant des dérivés réactifs de l'oxygène tels que l'anion superoxyde O2- ou le peroxyde d'hydrogène H2O2 lesquels génèrent en retour des radicaux libres nocifs.
