Respiração aeróbia e fotossíntese oxigénica

As duas imagens nesta página são propositadamente feitas para realçar os paralelos entre os dois processos na transferência de electrões, produção de gradiente de protões, fontes de electrões e aceitadores finais, acoplamento com a ATP sintetase, etc.. Em cada componente das cadeias de transferência de electrões mostra-se o potencial electroquímico E'0V do respectivo par redox, por exemplo a clorofila P680 passa de + 0,8 eV para – 0,8 eV com a absorção de luz (hν).

Por uma questão de clareza, os citocromos são representados apenas pelas letras que os diferenciam, a, b, c... Em ambos os diagramas ext. representa o espaço intermembranar, que é análogo ao espaço periplásmico ou extracelular do procariotas, e int. a matriz mitocondrial ou o estroma plastidial, análogos ao citoplasma nos procariotas.

Na respiração, as elipses simbolizam os quatro complexos de proteínas redox que compõem grande parte desta cadeia de transferência de electrões: I contendo a NADH desidrogenase, II contendo a succinato desidrogenase, III contendo os citocromos b e c1, IV contendo a citocromo oxidase.

Note-se a trifurcação a partir das quinonas (Q ou PQ): ao meio, o electrão que é transferido para o aceitador seguinte; para cima, a quinona oxidada; para baixo, os protões. As quinonas são reduzidas na respiração pelos complexos I ou II, ou ainda pelo citocromo bH; na fotossíntese, pela clorofila P680, e ainda pelo citocromo b563.

Os losangos representam vias alternativas, relacionadas com a possibilidade dos electrões poderem voltar para as quinonas em vez de prosseguirem para aceitadores de electrões a jusante (isto é, com valor E'0V mais elevado). Esta possibilidade implica que o gradiente de protões pode ser mais ou menos intensificado por cada electrão que entra na cadeia.

Na fotossíntese, as setas a tracejado representam o regresso da clorofila para o estado fundamental, associado à transferência do electrão (para PQ no fotossistema II e para Fd no fotossistema I), que é reposto por novo electrão — proveniente dos cofactores metálicos Mn (complexo libertador de Oxigénio, OEC) ou Cu (Plastocianina), respectivamente.

Respiração aeróbia (NADH / succinato → O2)

Fotossíntese oxigénica (H2O → NADPH)