호흡[呼吸, respiration]

목차

1. 호흡운동

2. 폐내압

3. 폐의 환기

4. 호흡운동조절

5. 가스교환

6. 생물의 호흡

본문내용

→ 시토크롬a → 시토크롬a3 → 산소의 순으로 전자가 전달되는 것이 확인되었다. 전자전달계의 기질은 TCA회로의 수소이탈반응에 의하여 만들어지는 환원형 니코틴아미드디뉴클레오티드나 니코틴아미드아데닌디뉴클레오티드인산 또는 TCA회로의 구성성분인 숙신산이다.
이들은 리보플라빈(비타민 B 2 )의 유도체인 플라빈모노뉴클레오티드나 플라빈아데닌디뉴클레오티드를 보결분자단(補缺分子團)으로 하는 플라빈단백질에 전자를 전달하고 자신은 산화되어 다시 TCA회로에 되돌아온다. 플라빈단백질은 획득한 전자를 유비퀴논을 중개로 하여 시토크롬계(系)에 전달한다. 전자는 마지막에는 산소에 주어져 수산 이온을 생성하고, 전자전달계로부터 방출되는 양성자(陽性子)와 결합하여 물이 된다. 이 전자전달계에 의한 물의 형성은 호흡의 가장 중요한 에너지 획득반응이다. 환원형 니코틴아미드아데닌디뉴클레오티드를 기질로 하였을 때, 1분자의 산소흡수에 따라 6분자의 ATP가 ADP(아데노신이인산)와 무기인산으로부터 만들어진다. 또 숙신산을 기질로 하였을 때는 4분자의 ATP가 마찬가지로 만들어진다.
이러한 전자전달에 따르는 ATP의 형성반응을 산화적 인산화(燐酸化) 또는 호흡연쇄 인산화라고 한다. 호흡연쇄의 어디에서 인산화가 일어나는가는 전자전달계의 저해제인 로테논이나 아미탈 ·안티마이신 A를 사용하여 추정하고 있다. 호흡연쇄 인산화의 메커니즘에 대해서는 고에너지 중간체를 중개로 한 화학적인 반응의 연속에 의한 것이라고 주장하는 리프만의 가설과, 전자전달에 따르는 양성자 또는 수산이온에 편재해 있는 데 따르는 물리적 고에너지 상태라고 주장하는 미첼의 가설이 있는데, 결정적인 것은 아직 밝혀지지 않고 있다. 전자전달계는 고도로 조절되어 있어서 ATP가 소비되어 ADP가 늘어나면, 산소흡수가 증가함과 더불어 ATP를 만들기 시작하며, ADP가 적어지면 설령 기질이 있어도 그 작용은 완만해져서 드디어는 거의 정지되어 버린다.
호흡계의 ATP 생산 효율은 매우 높으며, 1분자의 글루코오스의 완전산화에 의하여 38분자의 ATP가 만들어진다. 그러나 글루코오스의 무산소분해에서는 2분자의 ATP밖에 만들어지지 않는다. 따라서 호흡은 가장 진화된 에너지 획득형식이라고 할 수 있다. 실제로 대기 중의 산소는 광합성 생물에서 기원된 것이며, 그 이전에 존재하고 있던 원시적 생물은 능률이 나쁜 유기화합물의 무산소분해만으로 생활에 필요한 에너지를 획득하였음에 틀림없다.

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