학문
미토콘드리아의 전자 전달계에서 산화환원 반응이 순차적으로 일어날 수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요 미토콘드리아의 전자전달계에서는 전자 운반체로부터 받은 전자를 순차적으로 전자 수용체로 이동하는 반응이 나타나는데요, 미토콘드리아의 전자 전달계에서 산화환원 반응이 순차적으로 일어날 수 있는 원리는 무엇인가요?
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안녕하세요. 네, 질문해주신 미토콘드리아 내막에는 4개의 전자전달계 복합체와 보조 전자 운반체(Q, Cyt c)가 배열되어 있으며, NADH와 FADH₂가 전달하는 전자가 이들을 거쳐 최종적으로 산소(O₂)에 전달됩니다.
이때 표준환원전위(E°’)의 차이가 나타나는데요, 전자전달계에 배열된 전자 운반체들은 서로 다른 표준환원전위를 가집니다. 일반적으로 전자는 낮은 환원전위로부터 높은 환원전위 방향으로 이동하는 것이 자발적인데 실제로 NADH(-0.32 V)에서 시작된 전자는 점차 환원전위가 더 큰 운반체들, 예를 들자면 유비퀴논, 시토크롬, 최종적으로 +0.82 V인 O₂로 흘러가며, 이 과정에서 자유에너지(ΔG)가 점차 감소하게 되는 것입니다. 또한 각 복합체 및 전자 운반체(Q, Cyt c)는 전자를 받을 수 있는 FMN과 같은 특정한 산화환원 중심을 가지고 있는데요, 이들은 전자의 개수와 전달 메커니즘에 맞춰 구조적으로 배열되어 있기 때문에, 전자가 정해진 경로로만 순차적으로 전달되는 것입니다. 감사합니다.