19번
발문
우리나라에서는 과거에 사형을 집행하는 방법의 하나로 사약을 마시게 하였다. 사약은 Cyanide를 주성분으로 하고 있는데, Cyanide는 electron transport chain 중 complex IV의 강력한 inhibitor이다. Cyanide에 의하여 사람이 목숨을 잃게 되는 원리를 설명하시오. (10점)
관련 내용
해설
(서술형 — 모범 답안 미복기)
핵심 내용:
- Complex IV(cytochrome c oxidase) 억제: Cyanide(CN⁻)는 Complex IV의 heme a3 부위의 Fe³⁺에 강력하게 결합하여 O₂의 최종 수용을 차단함
- ETC 정지: Complex IV가 차단되면 전자가 O₂로 전달되지 못하여 전자전달계 전체가 멈춤 (산화적 인산화 불가)
- Proton gradient 소실: ETC가 멈추면 H⁺ pumping이 중단되어 미토콘드리아 내막의 proton gradient(electrochemical gradient)가 형성되지 않음
- ATP 합성 불가: Proton gradient가 없으면 ATP synthase가 작동하지 못해 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)에 의한 ATP 합성이 완전히 차단됨
- 세포 사망: 뇌, 심장 등 고에너지 요구 기관의 세포가 ATP 고갈로 사망 → 신체 전체 기능 정지