세포호흡 저해제란?
세포호흡저해제는 생명체가 ATP를 생성하는 과정을 저해하는 물질이다. 아메리카 인디언이 사용했던 독극물인 로테논, 안타마인이신 A, 시안화물과 일산화탄소, 올리고마이신, 벤투리시딘, DNP등이 있다. 이러한 호흡 저해제는 생명을 살상하는 물질로 사용되거나 호흡 사슬의 순서를 결정하는데도 이용됐다. (…중략…)
전자전달계에서의 ATP합성과정
제일 먼저, 해당과정과 TCA회로에서 만든 NADH+H+와 FADH2가 미토콘드리아 내막으로 전달된다. (…중략…) 마지막으로 NADH, FADH2가 소모되면서 내막 밖으로 방출된 H+는 pH차와 내막 안팎의 전위차로 인해 생긴 양성자 동력(Proton-motive force)에 의해 ATP합성 효소를 통해 내막 안으로 다시 들어오게 되며, 이때 2개의 H+가 들어올 때마다 1개의 ATP를 형성한다. 이 과정을 화학삼투적 인산화 과정이라고 한다.
독극물의 세포호흡 저해
독극물은 물질대사의 어느 특정 단계를 저해함으로써 치명적인 상태를 일으킨다. 독극물들은 어떤 종류가 있는지 알아보도록 하자.
❶ 전자전달계 저해제
전자전달계 저해제로는 대표적으로 로테논과 시안화물 및 일산화탄소(CO)가 있다. 로테논은 주로 곤충, 어류를 죽이는데 사용하며 첫번째 전자전달 단백질 복합체와 결합하여 전자가 다음 단계로 넘어가지 못하게 한다.
따라서 전자전달계의 초기 단계의 진행을 막아 세포의 에너지를 고갈시키므로 동물이 죽게 된다.
시안화물과 일산화탄소는 세번째 전자전달 단백질 복합체와 결합함으로써 전자가 산소에 전달되는 것을 막는다. (…중략…)
❷ 올리고마이신
올리고마이신은 수소이온이 ATP 합성 효소를 통하여 기질로 흘러들어가는 것을 방해하는데, 가장 흔히 사용되는 예로는 피부 곰팡이의 감염을 저해하는 데 사용되는 항생제가 있다. (…중략…)
❸ 짝풀림제(uncoupler)
짝풀림제는 미토콘드리아의 막이 수소 이온에 대해 투과성을 갖도록 만들어 전자전달계는 계속적으로 작동하지만, 막에 수소이온의 농도기울기가 형성되지 않게 한다. 그러면 결과적으로 세포는 산소를 계속적으로, 때로는 정상보다도 더 많이 소비하지만 ATP는 생성되지 않는다. 짝풀림제의 대표적인 예로는 한때 다이어트 약물로도 쓰였던 디니트로페놀(dinitrophenol, DNP)이 있다. (…생략…)
