プロトン勾配の確立方法の一般的な概要は次のとおりです。
1。電子輸送チェーン：
- 細胞呼吸（好気性代謝）中に、NADHおよびFADH2の電子は、原核生物の原核形質膜または真核生物の内部ミトコンドリア膜にある電子輸送鎖（ETC）に沿って通過します。
2。陽子のポンピング：
- 電子がETCのタンパク質複合体を通過すると、エネルギーが放出されます。これは、マトリックス（ミトコンドリア）または細胞質（細菌）からのプロトン（H+）を膜腔空間（ミトコンドリア）またはペリプラズム空間（細菌）にポンピングするために使用されます。
- プロトンポンプ（ミトコンドリアにおける複合体I、III、およびIV、細菌の複合体IおよびII）は、電子移動から膜を横切る輸送プロトンへのエネルギーを利用し、プロトン勾配を作成します。
3。陽子の蓄積：
- 電子輸送チェーンは、ミトコンドリアマトリックスまたは細菌細胞質から陽子をポンプし、膜間空間（ミトコンドリア）またはペリプラズム空間（細菌）に陽子が蓄積します。
4。電気化学勾配：
- 膜全体に確立されたプロトン勾配には、2つの成分があります。電荷の分離による電気成分（内側が陰性、外側は正）と、膜間空間またはペリプラズム空間でのプロトン濃度が高いため、化学濃度勾配です。
5。 ATP合成：
- 電子輸送鎖によって生成されたプロトン勾配は、膜結合酵素複合体であるATPシンターゼを介してATPの合成を促進します。
- プロトンはATPシンターゼを介して電気化学勾配を流れ、酵素がADPをATPにリン酸化するために必要なエネルギーを提供します。
電子輸送中に放出されるエネルギーを利用することにより、プロトン勾配はエネルギー貯水池として機能し、ATPシンターゼを介したATPの合成に動力を供給します。この酸化的リン酸化のプロセスは、ATPの形で細胞エネルギーの生成に不可欠であり、細胞内のさまざまなエネルギー要求プロセスをサポートしています。
