Elektronový transportní řetězec (FBLT)

Redukované kofaktory přicházející z cytoplazmy (přes speciální transportní systém), a také z reakcí probíhajících v matrix, jsou reoxidovány na vnitřní mitochondriální membráně souborem enzymů nazývaných elektronový transportní řetězec (ETC – electron transfer chain). Ten se skládá ze čtyř enzymových komplexů označovaných jako Komplex I–IV.

Komplex I (NADH dehydrogenáza)

• Komplex I katalyzuje oxidaci NADH na NAD⁺ a zároveň transfer dvou elektronů na koenzym Q (CoQ) nazývaný též ubichinon. Přesná struktura mitochondriálního Komplexu I není úplně známá, ale víme, že obsahuje přes 40 podjednotek, jednu molekulu FMN a několik atomů železa v komplexech se sírou (FeS klastry, FeS clusters). Elektrony uvolněné z NADH se navážou na FMN a následně jeden po druhém přeskakují z jednoho FeS klastru na další, dokud nedorazí k ubichinonu a neredukují ho na ubichinol.

• Ubichinol (CoQH₂ či UQH₂) je tedy redukovaná forma ubichinonu (CoQ anebo UQ). Termín koenzym Q zahrnuje obě formy. Jedná se o extrémně hydrofobní molekulu, a to díky jeho dlouhému isoprenoidovému postrannímu řetězci, kterým je připojen na nepolární jádro vnitřní mitochondriální membrány. Zde CoQ funguje jako mobilní přenašeč elektronů z Komplexu I a II (případně jiných enzymů) na Komplex III.

Komplex II

• Komplex II katalyzuje oxidaci sukcinátu na fumarát a je integrální součástí citrátového cyklu (sukcinátdehydrogenáza). Elektrony získané oxidací jsou nejdříve transportovány na FAD vázané v enzymu a následně přes řetězec tří FeS klastrů a cytochrom b na ubichinon.

Komplex III (cytochrom c reduktáza)

• Komplex III přijme elektrony z redukovaného CoQ a předá je (přes dva cytochromy a FeS klaster) na další mobilní přenašeč elektronů – cytochrom c. Cytochrom c je malý hemoprotein připojený na vnější povrch vnitřní mitochondriální membrány. Na rozdíl od předchozích enzymů může jedna molekula cytochromu c přenášet jen jeden elektron. Dochází přitom k redukci železa hemu z ferri (III) na ferro (II) formu. Elektrony z ubichinolu jsou tedy jeden po druhém přeneseny komplexním procesem nazývaným Q-cyklus.

Komplex IV (cytochrom c oxidáza)

• Komplex IV, poslední člen ETC, převezme elektrony z redukovaného cytochromu c a přes dva cytochromy a tři atomy mědi je předává konečnému příjemci (akceptoru), kterým je kyslík.