호흡 사슬은 무엇입니까?

정의

호흡 사슬은 우리 몸 세포에서 에너지를 생성하는 과정입니다. 그것은 구연산 회로에 합류하며 설탕, 지방 및 단백질 분해의 마지막 단계입니다. 호흡 사슬은 미토콘드리아의 내막에 있습니다. 호흡 사슬에서는 그 동안 형성된 환원 당량 (NADH + H + 및 FADH2)이 다시 산화되어 (전자가 방출 됨) 양성자 구배가 형성 될 수 있습니다. 이것은 궁극적으로 보편적 인 에너지 운반자 ATP (adenosine triphosphate)를 형성하는 데 사용됩니다. 호흡 사슬이 완전히 작동 할 수 있도록 산소도 필요합니다.

호흡 사슬의 순서

호흡 사슬은 내부 미토콘드리아 막에 통합되어 있으며 총 5 개의 효소 복합체로 구성됩니다. 이는 NADH + H + 및 FADH2 환원 당량이 형성되는 구연산 회로에서 이어집니다. 이러한 환원 등가물은 일시적으로 에너지를 저장하고 호흡 사슬에서 다시 산화됩니다. 이 과정은 호흡 사슬의 처음 두 효소 복합체에서 발생합니다.

복합체 1 : NADH + H +는 첫 번째 복합체 (NADH ubiquinone oxidoreductase)에 도달하여 두 개의 전자를 방출합니다. 동시에 4 개의 양성자가 매트릭스 공간에서 막간 공간으로 펌핑됩니다.

복합체 2 : FADH2는 두 번째 효소 복합체 (숙시 네이트-유비 퀴논-산화 환원 효소)에서 두 개의 전자를 방출하지만 양성자는 막간 공간으로 들어 가지 않습니다.

복합체 3 : 방출 된 전자는 세 번째 효소 복합체 (유비 퀴논 시토크롬 c 산화 환원 효소)로 전달되며, 여기서 또 다른 2 개의 양성자는 매트릭스 공간에서 막간 공간으로 펌핑됩니다.

Complex 4 : 궁극적으로 전자는 네 번째 복합체 (cytochrome c oxidase)에 도달합니다. 여기에서 전자는 산소 (O2)로 전달되어 두 개의 추가 양성자에 의해 물 (H2O)이 생성됩니다. 이 과정에서 2 개의 양성자가 다시 막간 공간으로 들어갑니다.

Complex 5 : 총 8 개의 양성자가 매트릭스 공간에서 막간 공간으로 펌핑되었습니다. 전자 수송 사슬의 기본 요구 사항은 효소 복합체의 전기 음성도가 증가하는 것입니다. 이것은 효소 복합체가 음의 전자를 끌어들이는 능력이 강해지고 있음을 의미합니다.
첫 번째 최종 제품인 물 외에도 호흡 사슬을 통해 막간 공간에 양성자 구배가 형성되었습니다. 이것은 ATP (adenosine triphosphate)를 생성하는 데 사용되는 에너지를 저장합니다. 이것이 다섯 번째이자 마지막 효소 복합체 (ATP synthase)의 역할입니다. 다섯 번째 복합체는 터널처럼 미토콘드리아 막에 걸쳐 있습니다. 이를 통해 농도의 차이에 의해 양성자가 매트릭스 공간으로 다시 흐릅니다. 이것은 ADP (adenosine diphosphate)와 무기 인산염으로부터 ATP를 생성하며, 이는 전체 유기체가 사용할 수 있습니다.

양성자 펌프는 무엇을합니까?

양성자 펌프는 호흡 사슬의 다섯 번째이자 마지막 효소 복합체입니다. 이를 통해 양성자는 막간 공간에서 매트릭스 공간으로 다시 흐릅니다. 이것은 두 반응 공간 사이에 이전에 확립 된 농도 차이에 의해서만 가능합니다. 양성자 구배에 저장된 에너지는 궁극적으로 인산염과 ADP에서 ATP (아데노신 삼인산)를 합성하는 데 사용됩니다.
ATP는 우리 몸의 보편적 인 에너지 운반자이며 다양한 반응에 필수적입니다. 양성자 펌프에서 생성되기 때문에 ATP 합성 효소라고도합니다.

호흡 사슬의 균형

호흡 사슬의 결정적인 최종 생성물은 ATP (아데닌 삼인산)이며, 이는 신체의 보편적 인 에너지 운반자입니다. ATP는 호흡 사슬에서 발생하는 양성자 구배의 도움으로 합성됩니다. NADH + H + 및 FADH2는 다른 방식으로 효율적입니다. NADH + H +는 첫 번째 효소 복합체의 호흡 사슬에서 NAD +로 다시 산화되어 총 10 개의 양성자를 막간 공간으로 펌핑합니다. FADH2가 산화되면 6 개의 양성자 만이 막간 공간으로 이동하기 때문에 수율이 낮아집니다. 이것은 FADH2가 두 번째 효소 복합체에서 호흡 사슬로 도입되어 첫 번째 복합체를 우회하기 때문입니다. ATP를 합성하려면 4 개의 양성자가 다섯 번째 복합체를 통과해야합니다.
결과적으로 NADH + H + 2.5 ATP (10/4 = 2.5) 및 FADH2 당 1.5 ATP (6/4 = 1.5)가 생성됩니다.
당 분자가 해당 과정, 구연산 순환 및 호흡 사슬을 통해 분해 될 때 최대 32 개의 ATP가 생성 될 수 있으며, 이는 유기체에서 사용할 수 있습니다.

미토콘드리아는 어떤 역할을합니까?

미토콘드리아는 동물 및 식물 유기체에서 발견되는 세포 소기관입니다. 호흡 사슬을 포함한 다양한 에너지 과정이 미토콘드리아에서 발생합니다. 호흡 사슬은 에너지 생성을위한 결정적인 과정이기 때문에 미토콘드리아는 "세포의 발전소"라고도 불립니다. 그들은 이중 막을 가지고 있으므로 총 두 개의 개별 반응 공간이 생성됩니다. 내부는 매트릭스 공간과 두 막 사이의 막간 공간입니다. 이 두 공간은 호흡 사슬의 흐름에 기본입니다. 이 방법으로 만 양성자 구배를 만들 수 있으며 이는 ATP 합성에 중요합니다.

이 기사의 주제에 대해 자세히 알아보십시오. 미토콘드리아의 구조

시안화물은 호흡기 사슬에서 무엇을합니까?

시안화물은 시안화 수소 화합물을 포함하여 위험한 독소입니다. 그들은 호흡 사슬을 정지시킬 수 있습니다.
구체적으로, 시안화물은 호흡 사슬의 네 번째 복합체의 철에 결합합니다. 결과적으로 전자는 더 이상 분자 산소로 이동할 수 없습니다. 결과적으로 전체 호흡 사슬이 더 이상 작동하지 않습니다.
그 결과 에너지 원 ATP (adenosine triphosphate)가 부족하여 소위 "내부 질식"이 발생합니다. 구토, 무의식 및 경련과 같은 증상은 시안화물 중독 후 매우 빠르게 발생하며 치료하지 않고 방치하면 급사로 이어집니다.

호흡기 사슬 결함이란 무엇입니까?

호흡기 사슬 결함은 어린 시절에 종종 나타나는 희귀 대사 질환입니다. 원인은 유전 정보 (DNA)의 변화입니다. 미토콘드리아는 그 기능이 제한되고 호흡 사슬이 제대로 기능하지 않습니다. 이것은 ATP (adenosine triphosphate) 형태로 많은 에너지를 소비하는 기관에서 특히 두드러집니다.
전형적인 증상은 예를 들어 근육통 또는 근쇠약입니다.
이 질병은 유전병이기 때문에 치료가 어렵습니다. 충분한 에너지 공급이 보장되어야합니다 (예 : 포도당을 통해). 그렇지 않으면 순전히 증상 치료가 적절합니다.