19.9: 전자 수송 사슬

전자 전달 사슬 또는 산화적 인산화는 전자 전달 반응 중에 방출되는 자유 에너지가 ATP 합성에 결합되는 발열 과정입니다. 이 과정은 호기성 세포에서 중요한 에너지원이므로 전자 전달 사슬의 억제제는 세포의 대사 과정에 해로울 수 있습니다.

전자 수송 사슬의 억제제

널리 사용되는 살충제인 로테논은 Q-결합 부위를 차단하여 Fe-S 클러스터에서 유비퀴논 또는 복합체 I의 Q로 전자 전달을 방지합니다. 복합체 I 기능의 억제는 반응성 산소 종 또는 ROS의 생산을 증가시킵니다. 이 로테논 유도 ROS 생성은 미토콘드리아 DNA를 포함한 미토콘드리아 구성 요소에 해로울 수 있으며 결국 세포 사멸로 이어질 수 있습니다.

유비퀴논의 또 다른 경쟁력 있는 억제제는 카르복신(carboxin)으로, 복합체 II의 Q-결합 부위를 방해하는 강력한 살균제입니다. 카르복신의 결합은 FADH₂에서 유비퀴논으로의 전자 전달을 억제하여 호흡 사슬을 차단합니다.

특정 항생제는 또한 호흡기 사슬 복합체를 억제하는 것으로 알려져 있습니다. 예를 들어, 스트렙토마이세스 종에서 생산되는 항생제인 안티마이신 A는 복합체 III의 유비퀴논 결합 부위를 방해하여 Q-사이클을 차단합니다. Q-cycle이 없으면 복합 III 소단위, 사이토크롬 b 및 사이토크롬 c 사이의 전자 전달을 방지하여 전자 전달 사슬을 억제합니다.

때로는 세포의 대사 활동 중에 생성된 독소가 미토콘드리아 기능을 억제하는 요인으로 작용할 수 있습니다. 예를 들어, 헴 이화작용의 부산물인 일산화탄소는 산소 결합 부위를 위해 산소와 경쟁하여 복합체 IV를 억제합니다. 이것은 복합체 III에서 전자 축적으로 이어지고 과산화물 라디칼의 생성을 초래합니다.

미토콘드리아 ATP 합성효소 또는 복합체 V는 양성자 채널에 결합하고 억제하는 항생제인 올리고마이신에 의해 억제됩니다. 이 억제는 ATP 합성효소를 통한 양성자 흐름을 방지하여 ADP에서 ATP로의 촉매 전환에 필요한 복합체의 회전 운동을 방지합니다.

이러한 독소는 호흡 기능을 강력하게 억제하는 물질이지만, 개별 복합체 및 효소 동역학 연구를 연구하는 데 유용한 제제로 작용할 수도 있습니다.