15번
발문
미토콘드리아의 막전위(membrane potential) 실험에 관한 설명으로 옳은 것은? (E, 2점)
(실험: 미토콘드리아에 uncoupler(예: DNP/CCCP) 처리)
선지
① Uncoupler를 처리하면 ATP 합성이 증가한다. ② Uncoupler는 Complex IV의 기능을 직접 억제한다. ③ Uncoupler를 처리하면 O₂ 소모량이 감소한다. ④ Uncoupler는 H⁺가 ATP synthase 대신 막을 통해 직접 이동하도록 유도한다. ⑤ Uncoupler 처리 후 미토콘드리아 내막의 H⁺ 농도 구배는 더 커진다.
관련 내용
해설
정답: ④
Chemiosmotic coupling & uncoupler 분석:
Uncoupler(예: DNP, CCCP):
- 지용성 약산(weak acid): 양성자를 결합하여 막을 자유롭게 통과 → H⁺를 IMS → matrix로 ATP synthase를 거치지 않고 직접 수송
- 결과: H⁺ 구배 소산 → ATP synthase 구동력 소실 → ATP 합성 감소
- 그러나 ETC는 계속 작동 (H⁺ 구배 유지 시도) → O₂ 소모량 오히려 증가
- 에너지는 열로 방출 (갈색 지방 세포의 UCP1도 같은 원리)
선지 분석:
- ①: ATP 합성 감소 ✗
- ②: Uncoupler는 ETC 복합체를 직접 억제하지 않음 (H⁺ 이동 경로만 변경) ✗
- ③: ETC는 H⁺ 구배를 회복하려 계속 작동 → O₂ 소모 증가 ✗
- ④: Uncoupler가 H⁺를 ATP synthase 우회하여 막을 통해 직접 이동시킴 ✓
- ⑤: H⁺ 구배가 uncoupler에 의해 **소산(감소)**함 ✗