Oxidative Phosphorylierung findet in und um die Membranen der Mitochondrien in eukaryotischen Zellen statt. Oxidative Phosphorylierung ist der Prozess der Erzeugung von Adenosintriphosphat, der Hauptenergiewährung aller Zellen, unter Verwendung von Sauerstoff als letztes Elektron Akzeptor. Die beiden Hauptschritte der oxidativen Phosphorylierung sind der Elektronentransport und die Chemiosmose, die beide die Bewegung geladener Teilchen nutzen, um Energie zu übertragen.
Oxidative Phosphorylierung ist die Hauptmethode, bei der eukaryontische Zellen ATP aerob produzieren. Der Schritt vor der oxidativen Phosphorylierung, die Glykolyse, erzeugt ATP, jedoch in weit geringeren Mengen. Die Glykolyse findet auch außerhalb der Mitochondrien statt. Die oxidative Phosphorylierung beginnt mit dem Elektronentransport, um Elektronen zwischen verschiedenen Molekülen in Mitochondrien zu bewegen. Dies dient auch dazu, Protonen, die Wasserstoffkerne ohne Elektronen sind, durch die Membran der Mitochondrien zu ziehen. Diese Bewegung erfolgt in einen Bereich höherer Konzentration gegen die Diffusionstendenzen. Als solches benötigt es Energie.
Sobald die Elektronen aufhören, die Protonen zu bewegen, werden sie freigesetzt, um in einem als Chemiosmose bezeichneten Prozess durch die Mitochondrienmembran zurückzukehren. Die Bewegung der Protonen in eine Richtung erforderte Energie, und die spontane Bewegung zurück über die Membran setzt sie frei. Es ist diese Energie, die verwendet wird, um eine Phosphatgruppe an ADP zu binden, wodurch ATP entsteht.
