De twee energiedragers die de elektronentransportketen binnenkomen en kunnen worden overgedragen naar ATP zijn NADH en FADH2. Deze dragers worden gegenereerd in de vroege stadia van cellulaire ademhaling, met name tijdens de glycolyse en de citroenzuurcyclus (Krebs-cyclus). Hier is een korte uitleg van elk:

1. NADH (nicotinamide-adenine-dinucleotide, gereduceerd):

- NADH is een energierijke elektronendrager die wordt gegenereerd tijdens de glycolyse, de afbraak van glucose in het cytoplasma en de citroenzuurcyclus in de mitochondriën.

- Bij de glycolyse wordt één molecuul NAD+ (nicotinamide-adenine-dinucleotide, geoxideerd) gereduceerd tot NADH wanneer het glyceraldehyde-3-fosfaatdehydrogenase-enzym elektronen overdraagt ​​van glyceraldehyde-3-fosfaat naar NAD+.

- In de citroenzuurcyclus worden drie moleculen NAD+ gereduceerd tot NADH voor elk molecuul acetyl-CoA dat de cyclus binnenkomt. Deze reducties treden op tijdens specifieke enzymgekatalyseerde reacties binnen de cyclus.

2. FADH2 (Flavine-adenine-dinucleotide, gereduceerd):

- FADH2 is een andere elektronendrager, vergelijkbaar met NADH, maar bevat minder elektronen met hoge energie. Het wordt gegenereerd tijdens de citroenzuurcyclus.

- In de citroenzuurcyclus wordt één molecuul FADH2 geproduceerd wanneer het succinaatdehydrogenase-enzym elektronen overdraagt ​​van succinaat naar FAD (Flavine Adenine Dinucleotide, Oxidized).

Zowel NADH als FADH2 dragen deze gevangen hoogenergetische elektronen en geven ze door langs de elektronentransportketen, een reeks eiwitcomplexen die zich in het binnenste mitochondriale membraan bevinden. Terwijl de elektronen door de keten bewegen, wordt hun energie gebruikt om waterstofionen (H+) uit de mitochondriale matrix naar de intermembraanruimte te pompen, waardoor een protongradiënt ontstaat.

Deze protongradiënt drijft de laatste stap van cellulaire ademhaling aan, oxidatieve fosforylering. De opgehoopte waterstofionen stromen terug naar beneden via ATP-synthase, een membraangebonden enzymcomplex, dat de vorming van ATP (adenosinetrifosfaat) uit ADP (adenosinedifosfaat) en anorganisch fosfaat (Pi) aanstuurt. Elk NADH-molecuul kan tot 2,5-3 moleculen ATP genereren, terwijl elk FADH2 ongeveer 1,5-2 moleculen ATP kan produceren.

Samenvattend zijn NADH en FADH2 de twee belangrijkste energiedragers die de elektronentransportketen binnenkomen en hoogenergetische elektronen vervoeren die worden gegenereerd tijdens de glycolyse en de citroenzuurcyclus. De energie van deze elektronen wordt gebruikt om een ​​protongradiënt te creëren, die de ATP-synthese aandrijft en de cellulaire energieleverantie levert voor verschillende biologische processen.