Der Komplex I der Atmungskette, auch bekannt als NADH:Ubichinon-Oxidoreduktase oder NADH-Dehydrogenase, ist ein großes Enzym, das eine zentrale Rolle in der mitochondrialen Elektronentransportkette spielt. Hier ist eine Übersicht, wie er funktioniert: 1. **Elektronenübertragung**: Der Komplex I nimmt zwei Elektronen von NADH auf, das aus dem Zitronensäurezyklus stammt. Diese Elektronen werden auf ein Flavinmononukleotid (FMN) im Enzym übertragen, wodurch FMN zu FMNH2 reduziert wird. 2. **Eisen-Schwefel-Cluster**: Die Elektronen werden dann durch eine Serie von Eisen-Schwefel-Clustern innerhalb des Komplexes weitergeleitet. Diese Cluster fungieren als Zwischenstationen für die Elektronen auf ihrem Weg durch das Enzym. 3. **Ubichinon-Reduktion**: Schließlich werden die Elektronen auf Ubichinon (auch Coenzym Q genannt) übertragen, das in der inneren Mitochondrienmembran eingebettet ist. Ubichinon wird zu Ubichinol (QH2) reduziert. 4. **Protonentransport**: Während der Elektronenübertragung pumpt der Komplex I Protonen (H⁺) aus der mitochondrialen Matrix in den Intermembranraum. Dieser Protonentransport trägt zur Bildung eines Protonengradienten (elektrochemisches Potenzial) über die innere Mitochondrienmembran bei. 5. **Energiegewinnung**: Der Protonengradient, der durch den Komplex I und andere Komplexe der Atmungskette erzeugt wird, treibt die ATP-Synthase an, die ATP aus ADP und anorganischem Phosphat synthetisiert. Zusammengefasst katalysiert der Komplex I die Übertragung von Elektronen von NADH auf Ubichinon und pumpt dabei Protonen in den Intermembranraum, was zur Erzeugung des Protonengradienten beiträgt, der für die ATP-Synthese notwendig ist.