Wie funktionieren die Schritte des Komplex 1?

Komplex I, auch bekannt als NADH:Ubiquinon-Oxidoreduktase, ist ein wesentlicher Bestandteil der mitochondrialen Atmungskette. Er spielt eine zentrale Rolle bei der oxidativen Phosphorylierung, indem er Elektronen von NADH auf Ubiquinon (Coenzym Q) überträgt und dabei Protonen über die innere Mitochondrienmembran pumpt. Hier sind die einzelnen Schritte des Prozesses:

1. **NADH-Bindung und Elektronenübertragung:**
- NADH bindet an den Komplex I und gibt zwei Elektronen an das Flavinmononukleotid (FMN) im Komplex ab, wodurch FMN zu FMNH2 reduziert wird.

2. **Elektronenübertragung durch Eisen-Schwefel-Cluster:**
- Die Elektronen werden von FMNH2 durch eine Serie von Eisen-Schwefel-Cluster (Fe-S-Cluster) innerhalb des Komplexes weitergeleitet. Diese Cluster fungieren als Zwischenstationen für die Elektronen.

3. **Reduktion von Ubiquinon:**
- Die Elektronen erreichen schließlich das Ubiquinon (Coenzym Q), das in der Membran eingebettet ist. Ubiquinon wird zu Ubiquinol (QH2) reduziert, indem es zwei Elektronen und zwei Protonen aufnimmt.

4. **Protonentranslokation:**
- Während der Elektronenübertragung werden vier Protonen (H+) aus der mitochondrialen Matrix in den Intermembranraum gepumpt. Dies trägt zur Bildung eines Protonengradienten über die innere Mitochondrienmembran bei.

5. **Energiegewinnung:**
- Der Protonengradient erzeugt ein elektrochemisches Potenzial, das später von der ATP-Synthase genutzt wird, um ATP aus ADP und anorganischem Phosphat zu synthetisieren.

Zusammengefasst katalysiert Komplex I die Übertragung von Elektronen von NADH auf Ubiquinon und pumpt dabei Protonen in den Intermembranraum, was zur Erzeugung eines Protonengradienten beiträgt, der für die ATP-Synthese entscheidend ist.