Warum erklären die 2 Protonen, die bei der Atmungskette aus der Matrix gepumpt werden, nicht die gesamte Potentialdifferenz zwischen Cytochrom C und O2?

Die Protonen, die während der Atmungskette aus der mitochondrialen Matrix in den Intermembranraum gepumpt werden, tragen zur elektrochemischen Gradientenbildung bei, der als Protonenmotorische Kraft (PMF) bezeichnet wird. Diese Kraft ist entscheidend für die ATP-Synthese.

Allerdings erklären die zwei Protonen, die von der Matrix in den Intermembranraum gepumpt werden, nicht die gesamte Potenzialdifferenz zwischen Cytochrom c und Sauerstoff (O2), weil:

1. **Mehrere Elektronentransportkomplexe**: In der Atmungskette gibt es mehrere Komplexe (I, II, III und IV), die Elektronen von NADH und FADH2 auf Sauerstoff übertragen. Jeder dieser Komplexe pumpt Protonen in den Intermembranraum, was zu einer größeren Protonenanzahl führt, als nur die zwei Protonen, die du erwähnst.

2. **Redoxpotentiale**: Das Redoxpotential von Cytochrom c und O2 ist unterschiedlich. Die gesamte Energie, die aus der Elektronentransportkette gewonnen wird, hängt von der Differenz der Redoxpotentiale zwischen den verschiedenen Komponenten ab. Diese Differenz ist größer als die Energie, die nur durch das Pumpen von zwei Protonen erzeugt wird.

3. **Konzentrationsgradient**: Der Protonengradient, der durch das Pumpen von Protonen erzeugt wird, ist nicht nur eine Frage der Anzahl der Protonen, sondern auch der Konzentration und der Verteilung über die Membran hinweg. Die gesamte Potenzialdifferenz berücksichtigt sowohl die chemische als auch die elektrische Komponente des Gradienten.

Zusammengefasst ist die gesamte Potenzialdifferenz das Ergebnis eines komplexen Zusammenspiels von Elektronentransfer, Protonenpumpen und den spezifischen Eigenschaften der beteiligten Moleküle.