22번
발문
미토콘드리아 전자전달계에서 전자는 Complex I과 Complex II를 통해 독립적으로 전달된다. 그런데 Complex II가 기능을 상실하면 Complex I을 통한 전자전달은 여전히 가능함에도 불구하고, ATP 합성이 급격히 감소한다. 그 이유를 설명하시오.
관련 내용
- Complex II (Succinate dehydrogenase)
- step 6 - succinate dehydrogenase
- Citric Acid Cycle_MOC
- Electron Transport Chain_MOC
해설
Complex II (Succinate dehydrogenase, SDH)는 ETC 구성 요소인 동시에 TCA cycle의 효소이기도 하다.
- Complex II의 이중 역할: Complex II는 Succinate → Fumarate 반응을 촉매하는 TCA cycle 효소이자, FADH₂에서 CoQ(ubiquinone)로 전자를 전달하는 ETC 구성 요소.
- TCA cycle 차단: Complex II 기능 상실 → TCA cycle의 Succinate → Fumarate 단계 차단 → TCA cycle 전체가 중단됨 → NADH와 FADH₂ 생성 모두 격감.
- NADH 공급 감소: TCA cycle 중단으로 Complex I으로의 NADH 공급도 급격히 감소 → Complex I의 전자전달 속도도 실질적으로 감소.
- 총 H⁺ 펌핑 감소: TCA cycle에서 생성된 NADH/FADH₂ 감소로 ETC 전체 전자 흐름 감소 → Complexes I, III, IV의 H⁺ 펌핑 감소.
- Proton gradient 감소 → ATP 합성 급감: H⁺ 농도 기울기가 줄어들어 ATP synthase (Complex V)의 ATP 합성이 급격히 감소.