2,4-ジニトロフェノールと酸素消費

質問

2,4-ジニトロフェノールにより、電子伝達系とATP合成が脱共役するとあります。
これは分かるのですが、DNPにより何故酸素消費があがるのかが分かりません。
ATPは酸素を還元してつくられるのならば、DNPによりプロトン濃度勾配がなくなってATP産生がなくなれば酸素消費もなくなると思うのです。

よろしくお願いします。

回答No.1

plenilunio

ジニトロフェノールにより、水素イオンが、ＡＴＰ合成酵素を通らずに、濃度勾配に従って内膜を通過して膜間腔から基質に戻れるようになってしまいます。その結果、内膜を挟んだ水素イオンの濃度が消失してしまうので、水素イオンはＡＴＰ合成酵素を通過しなくなり、ＡＴＰは合成されなくなります。
しかしながら、クエン酸回路で合成されたＮＡＤＨとＦＡＤＨ2は、電子伝達系において、ミトコンドリア内膜に埋め込まれた酵素複合体に電子を渡し、この電子が酸素に渡され、これらが水素イオンと結合して水を生成します。この時に放出されたエネルギーで、ミトコンドリア基質中の水素イオンが膜間腔にくみ出されるわけですが、あとは、上述の通りです。
一方、ＮＡＤＨとＦＡＤＨ2は酸化されてＮＡＤとＦＡＤに戻るので、ＮＡＤとＦＡＤが確保され、クエン酸回路は継続されます。
以上のように、ジニトロフェノールにより、電子伝達系がＡＴＰを合成することなく「空回り」するのが特徴です。クエン酸回路→電子伝達系の流れが継続する限りは、酸素は使われますので、「無駄に」酸素が消費されることになります。