เยื่อผนังชั้นในของไมโตคอนเดรียเชื่อมโยงการขนส่งอิเล็กตรอนเข้ากับการสร้าง ATP
| การถ่ายทอดอิเล็กตรอน |
การถ่ายทอดอิเล็กตรอน จะเกิดขึ้นเป็นทอดๆ ผ่าน ตัวนำอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นกลุ่มของโปรตีน
ที่ฝังตัวอยู่บนเยื่อหุ้มชั้นใน ของไมโทคอนเดรีย ไมโทคอนเดรียเป็นโครงสร้างที่มีเยื่อหุ้ม 2 ชั้น
เยื่อหุ้มชั้นนอกหุ้มโครงสร้างโดยรอบเอาไว้ ส่วนเยื่อหุ้มชั้นในจะพับไปพับมาเพื่อเพิ่มพื้นที่
ส่วนในสุดของไมโทคอนเดรียเรียกว่า แมทริกซ์ มีลักษณะเป็นของเหลวข้นๆซึ่งเป็นแหล่งที่มี
เอนไซม์สำหรับวัฏจักรเครปส์ รวมทั้งสารอินทรีย์อื่นที่ทำหน้าที่เป็นตัวเข้าทำปฏิกิริยา
โคแฟกเตอร์ รวมทั้งอิออนต่างๆ นอกจากกลุ่มโปรตีน 4 กลุ่มนี้แล้ว บนเยื่อหุ้มชั้นในของ
ไมโทคอนเดรียยังมี โคเอนไซม์ Q และไซโตโครม c ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ได้เพื่อช่วยใน
การถ่ายทอดอิเล็กตรอนระหว่างกลุ่มโปรตีนเหล่านั้น
รูปที่ 7.6 ระบบการถ่ายทอดอิเล็กตรอนในไมโทคอนเดรีย
อิเล็กตรอน คือ ฟลาโวโปรตีนซึ่งมีหมู่ที่ไม่ใช้โปรตีนเป็น ฟลาวินโมโนนิวคลีโอไทด์ (FMN)
ฟลาโวโปรตีนจะถูกออกซิไดส์เมื่อมันส่งอิเล็กตรอนให้แก่ โปรตีนเชิงซ้อนของเหล็ก-
ซัลเฟอร์ จากนั้นโปรตีนเชิงซ้อนของเหล็ก-ซัลเฟอร์ จะส่งอิเล็กตรอนไปให้สารประกอบที่ชื่อ
โคเอนไซม์ Q (Q) ซึ่งเป็นโมเลกุลประเภทไขมัน การไหลของอิเล็กตรอน 2 ตัว จาก NADH
ไปยังโคเอนไซม์ Q ทำให้เกิดการสูบโปรตอน (H+) จากแมทริกซ์ผ่านเยื่อหุ้มชั้นในออกไปที่
ี่ส่วนของช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มชั้นในและชั้นนอก ตัวรับอิเล็กตรอนที่เหลือซึ่งอยู่ระหว่าง
โคเอนไซม์ Q กับออกซิเจนเป็นกลุ่มโปรตีนที่ชื่อ ไซโตโครม (cyt) ที่มีหมู่ฮีมช่วยทำหน้าที่
ในการขนส่งอิเล็กตรอนไซโตโครมในลูกโซ่ขนส่งอิเล็กตรอนมีหลายชนิดแต่ละตัวเป็นโปรตีน
ต่างชนิดกันที่ ต่างก็มีหมู่ที่ไม่ใช่โปรตีนแตกต่างกันออกไป เช่น ฮีมที่มีเหล็ก (Fe) หรือฮีมที่มี
ทองแดงเป็นองค์ประกอบเหล็กและทองแดงต่างเป็นอะตอมทรานซิชัน (transition) ที่รับส่ง
อิเล็กตรอนได้ง่ายคือถูกออกซิไดส์และรีดิวซ์ได้ง่าย การไหลของอิเล็กตรอนจากโคเอนไซม์ Q
ไปยังไซโตโครม c ทำให้เกิดการสูบโปรตอนจากแมทริกซ์ผ่านเยื่อหุ้มชั้นในออกไปที่ส่วนของ
ช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มชั้นในและชั้นนอกไซโตโครมตัวสุดท้าย คือ ไซโตโครม a 3
ส่งอิเล็กตรอนให้กับโมเลกุลของออกซิเจน เพื่อรีดิวซ์ออกซิเจนให้เป็นน้ำ ปฏิกิริยานี้เกิด
พลังงานอิสระในปริมาณมากสำหรับปั๊มโปรตอนจากด้านแมทริกซ์ผ่านเยื่อหุ้มชั้นในออกไปที่
ส่วนของช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มชั้นในและชั้นนอก
ทำนองเดียวกันกับ NADH โดยที่ FADH2 ส่งอิเล็กตรอน 2 ตัว ไปให้โปรตีนเชิงซ้อนของ
เหล็ก-ซัลเฟอร์ โดยตรงซึ่งโปรตีนเชิงซ้อนของเหล็ก-ซัลเฟอร์ จะส่งอิเล็กตรอนต่อไปยัง
โคเอนไซม์ Q แต่จะไม่มีการสูบโปรตอนผ่านเยื่อหุ้มในขั้นตอนนี้ เนื่องจากพลังงานอิสระที่
เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาจะน้อยกว่าที่ NADH ทำได้ ดังนั้นปริมาณ ATP ที่สร้างขึ้นจากการ
ออกซิไดส์ FADH2 จะน้อยกว่า NADH
