呼吸链

呼吸鏈

呼吸鏈是細胞內膜上的一系列蛋白質複合物與電子載體，透過電子傳遞將有機氫原子上的電子逐步傳遞，最終與氧結合生成水，並在此過程中將能量用以泵送質子形成跨膜電化學梯度，驅動ATP合酶合成ATP。此過程稱為氧化磷酸化，是需氧生物主要的能量來源，約佔細胞所需ATP的九十五%以上。

在線粒體內膜上，呼吸鏈由四種主要複合體（I、II、III、IV）以及輔酶Q和細胞色素c組成。電子從如NADH或FADH2等還原當量進入複合體I或II，沿路經過輔酶Q、複合體III、細胞色素c，最後抵達複合體IV，將電子傳給分子氧形成水。每一次電子轉移都伴隨質子從基質被泵入內膜間隙，形成電化學梯度，稱為質子驅動勢。

該梯度驅動ATP合酶（又稱F0F1-ATP酶）合成ATP，稱為氧化磷酸化耦合。若呼吸鏈功能受損，如基因突變或藥物抑制，會導致能量代謝紊亂，引發細胞凋亡或退化性疾病，故在醫學研究、藥物開發及生物技術等領域中具重要意義。