Teori kemiosmotik

Teori kemiosmotik adalah teori yang dikembangkan dari hipotesis kemiosmotik yang dicetuskan Peter Dennis Mitchell sebagai hasil dari analisis ilmiah terhadap studi David Keilin pada sistem sitokrom, serta studi Warburg dan Wieland pada respiratory hydrogen carriers, yang kemudian berkembang menjadi konsep rantai pernapasan.

Teori ini mengutarakan transduksi energi seluler yang dilepaskan dari reaksi oksidasi pada substrat pendonor elektron, baik pada respirasi aerobik maupun anaerobik, perlahan akan disimpan dalam bentuk beda potensial protonik sepanjang garis tepi membran tempat terjadinya reaksi tersebut, yang kemudian dapat digunakan oleh ATP sintase untuk menginduksi reaksi fosforilasi terhadap molekul adenosina difosfat dengan molekul Pi.[1]

Beda potensial protonik yang terjadi memiliki aktivitas elektrik dan kimiawi menurut rumus:

${\displaystyle \vartriangle p=\vartriangle \psi -Z{.}\vartriangle pH}$

catatan:

• ${\displaystyle \vartriangle p}$ = ΔμH^+, adalah gaya gerak proton
• ${\displaystyle \vartriangle pH}$ adalah gradien pH
• ${\displaystyle \vartriangle \psi }$ adalah potensial membran
• Z adalah faktor konvensional 2,303 RT/F, bernilai sekitar 60 pada 25 derajat Celcius

Terdapat empat postulat pada teori ini,[2]

1. The ATP synthase is a chemiosmotic membrane-located reversible ATPase, having characteristic +H+/P stoichiometry.
2. Respiratory and photoredox chains are chemiosmotic membrane-located systems, having characteristic +-H+/2e- stoichiometry, and having the same polarity of proton translocation across the membrane for normal forward redox activity as the ATPase has for ATP hydrolysis.
3. There are proton-linked (or hydroxyl-ion-linked) solute porter systems for osmotic stabilisation and metabolite transport.
4. Systems 1 to 3 are plugged through a topologically closed insulating membrane, called the coupling membrane, that has a nonaqueous osmotic barrier phase of low permeability to solutes in general and to hydrogen ions and hydroxyl ions in particular. This is the cristae membrane of mitochondria, the thylakoid membrane of chloroplasts, and the plasma membrane of bacteria.

Pranala luar

• (Inggris)An assessment of the chemiosmotic hypothesis of mitochondrial energy transduction.
• (Inggris)The present state of the chemiosmotic coupling theory.

Rujukan

1. (Inggris) "Experimental support for the "E pathway hypothesis" of coupled transmembrane e– and H+ transfer in dihemic quinol:fumarate reductase". Department of Molecular Membrane Biology, Max Planck Institute of Biophysics, Institut für Mikrobiologie, Institut für Biophysik, Institut für Organische Chemie, Johann Wolfgang Goethe-Universität; C. Roy D. Lancaster, Ursula S. Sauer, Roland Groß, Alexander H. Haas, Jürgen Graf, Harald Schwalbe, Werner Mäntele, Jörg Simon, dan M. Gregor Madej. Diakses tanggal 2010-11-09. 
2. (Inggris) "DAVID KEILIN'S RESPIRATORY CHAIN CONCEPT AND ITS CHEMIOSMOTIC CONSEQUENCES" (PDF). Glynn Research Institute; Peter Mitchell. Diakses tanggal 2010-11-09.