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8.8:

전자운반체

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Biology
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JoVE Core Biology
Electron Carriers

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– [강사] 전자 전달체는고에너지 전자 주위를 왕복하는 화합물입니다이는 세포가 추출 가능한 에너지를 전달하는 방식으로산화 환원 반응을 매개로 합니다산화와 환원 상태를 조정하면서 이런 음으로 대전된 입자들을각각 상실하고 획득합니다예를 들어 주요 화합물 한 가지로니코틴아미드 아데닌 다이뉴클레오티드, 즉 NAD가 있습니다이런 이름은 리보오스 고리 하나에 아데닌 염기가 있는 반면다른 하나에는 첫 번째 탄소 원자에니코닌아미드가 붙어 있기 때문입니다다섯 번째 탄소 위치에서이 두 뉴클레오티드에 두 인산기가 결합됩니다물질대사 과정에서, NAD는 조효소로서반응을 촉진시키는 효소와 결합해서산화제 역할을 하며 수소 원자 둘을 제거합니다당과 같은 반응물에서전자 한 쌍도 함께 제거합니다그런 다음 전자는 양으로 대전된질소로 이동하고수소 원자는 반대편 탄소에 붙어서NADH를 형성합니다결국에는 여분의 수소 양성자가 세포질에 남고NADH는 그것의 전자를미토콘드리아 막에 왕복하게 합니다그곳에서 전자는 전자 전달 연쇄계에 들어가고전자 전달체들은 계속해서 산화 환원 반응을 겪을 수 있습니다

8.8:

전자운반체

전자운반체(electron carrier)는 전자 셔틀버스로 생각할 수 있습니다. 전자운반체는 전자를 쉽게 받아들이(환원; reduction)거나 잃을(산화; oxidation) 수 있습니다. 세포호흡(cellular respiration)은 전자의 흐름에 따라 결정되기 때문에 에너지 생산에 필수적인 역할을 합니다.

세포호흡의 여러 단계에서 포도당은 이산화탄소와 물로 분해됩니다. 전자운반체는 이러한 반응에서 포도당이 잃어버린 전자를 집어 들고 일시적으로 전자를 저장했다가 전자전달계(electron transport chain)에 투입합니다.

이런 일을 하는 전자운반체엔 NAD+와 FAD가 있으며 모두 비타민 B에서 유래합니다. NAD+와 FAD의 환원형, 즉 NADH and FADH2는 세포호흡의 초기 단계(해당과정(glycolysis), 피루브산 산화(pyruvate oxidation), 시트르산회로(citric acid cycle))에서 생성됩니다.

환원된 전자운반체 NADH와 FADH2는 각각 전자전달계의 복합체 I과 II에 전자를 전달합니다. 그 과정에서 NADH와 FADH2는 산화되어 NAD+와 FAD를 형성합니다.

전자전달계의 추가적인 전자운반체에는 플라보단백질(flavoprotein), 철-황 클러스터(iron-sulfur cluster), 퀴논(quinone), 시토크롬(cytochrome)이 있습니다. 이 전자운반체는 효소의 도움을 받아 전자를 산소 분자로 옮깁니다. 전자운반체는 전자를 공여하면 산화하고 수용하면 환원합니다. 따라서 산화된 형태와 환원된 형태를 오갑니다.

전자운반체는 ATP 생산을 가능하게 하는 조절된 전자 흐름을 제공합니다. 이게 없다면 세포는 작동을 멈출 것입니다.