Протонный и электронный перенос в реакциях редокс тесно связаны, так как в большинстве случаев перенос электрона сопровождается переносом протонов. Это связано с тем, что электроны и протоны имеют разные роли в окислительно-восстановительных реакциях, но они часто участвуют в одной и той же реакции.

Когда происходит окисление вещества, электроны могут передаваться от восстановителя к окислителю, и этот процесс часто связывается с перемещением протоно́в. Например, в процессе окисления молекулы, такой как глюкоза в клеточном дыхании, электроны передаются от органических соединений к акцепторам, таким как кислород. В таких реакциях протонный перенос может происходить одновременно с переносом электронов, что делает эти процессы сопряженными.

Примеры протон-электронного сопряженного переноса в биохимии включают:

Процесс дыхания: В митохондриях во время окислительного фосфорилирования электроны передаются через цепь переноса электронов, где каждый перенос электрона сопровождается переносом протонов через мембрану, создавая электрохимический градиент, который затем используется для синтеза АТФ.

Фотосинтез: В хлоропластах во время световой фазы фотосинтеза происходит перенос электронов от воды к акцепторам, с параллельным переносом прото́нов, что также приводит к образованию АТФ и NADPH.

Кислотно-основные реакции: В некоторых метаболических путях, таких как глюконеогенез и цикл Кребса, окислительно-восстановительные реакции также могут сочетаться с протонным переносом, что иллюстрирует важность сопряженных процессов для энергетического обмена в клетках.

Таким образом, в биохимических реакциях перенос электронов и протонов часто проистекает совместно, обеспечивая необходимые условия для энергетического обмена и синтеза метаболитов.