Все реакции, происходящие в дыхательной цепи, сопряжены. Переносчики водорода и электронов расположены в строгом порядке, в соответствии с величиной их редокс-потенциала.
В цепи биологического окисления высокоэнергетические электроны и протоны водорода перемещаются по многоступенчатой цепи переносчиков, как по лестнице, идущей вниз. При переходе с высшей ступени на низшую электрон теряет энергию, которая используется для образования высокоэнергетической связи в АТФ.
При прохождении электронов и протонов водорода по «ступенькам» этой цепи до кислорода за счет их энергии три молекулы АДФ фосфорилируются до трех молекул АТФ.
В результате присоединения к кислороду четырех электронов (е~), пришедших из цепи переноса, и четырех протонов (Н+) из водной среды молекула кислорода восстанавливается до двух молекул воды: 02 + 4е- + 4Н+ → 2Н20
В настоящее время различают три варианта дыхательных цепей:
Дальнейший перенос электронов от КоQ на кислород осуществляется системой цитохромов, состоящих из рада гемопротеинов, расположенных в порядке возрастания окислительно-восстановительных потенциалов, что обеспечивает упорядоченную передачу электронов.
Цитохромы а и а3 содержат в своем составе дополнительно и атом меди
При транспорте электронов в направлении увеличения окислительно-восстановительных потенциалов происходят следующие процессы:
