해당과정

 

1. 개요
2. 과정
2.1. 에너지 투자기
2.2. 에너지 회수기
3. 관련 문서


1. 개요

해당과정(Glycolysis, 解糖過程)은 당을 분해하는 과정을 의미한다. 에너지 생산의 기초적인 과정이며 후에 벌어질 TCA 회로를 위한 재료(피루브산) 생성과 약간의 환원력 생산을 그 목적으로 한다.
해당과정은 크게 두 가지 과정으로 나뉘는데, ATP를 소모하여 포도당을 인산화시키는 에너지 투자기와 다시 에너지 투자기를 거치고 나온 글리세르 알데하이드-3-인산에서 다시 2개의 ATP를 얻는 에너지 회수기로 나뉜다.
위 두 개의 과정은 각각 5개의 과정으로 구성되어있어, 해당과정은 총 10단계의 효소 반응을 통해 이루어진다.

2. 과정

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총 10개의 효소를 거쳐 포도당이 피루브산이 된다.
glucose(포도당)
  • 1. hexokinase: ATP 사용, 포도당에 인산기를 결합시킨다.
glucose-6-phosphate(포도당-6-인산)
  • 2. phosphoglucose isomerase: 포도당을 과당으로 바꾼다.
fructose-6-phosphate(과당-6-인산)
  • 3. phosphofructokinase: ATP 사용, 인산기 결합시킨다.
fructose 1,6—bisphosphate(과당 1,6-이인산)
  • 4. fructose bisphosphate aldolase: 6탄당이 DHAP와 G3P의 3탄당 2개로 쪼개짐. DHAP는 5번 단계를 거쳐서 6번 단계로 가고, G3P는 바로 6번 단계로 감.
DHAP(dihydroxyacetone phosphate, 디하이드록시아세톤 인산)
  • 5. triose phosphate isomerase: DHAP를 G3P로 변환
G3P(glyceraldehyde 3-phosphate, 글리세르알데하이드-3-인산)
  • 6. glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase: NAD+와 H+로 NADH 생성
1,3-BPG(1,3-bisphosphoglycerate, 1,3- 글리세르산 이인산)
  • 7. phosphoglycerate kinase: ATP를 생성한다.
3-PG(3-phosphoglycerate, 3-인산글리세르산)
  • 8. phosphoglycerate mutase
2-phosphoglycerate
  • 9. enolase
PEP(phosphoenolpyruvate, 포스포에놀피루브산)
  • 10. pyruvate kinase: ATP가 생성된다.
pyruvate(피루브산)
4단계 이후부터는 모든 물질이 2분자씩 나온다.
결론적으로, 포도당 1분자는 피루브산 2분자, NADH 2분자로 분해되는 것이다.

2.1. 에너지 투자기

6개의 탄소로 구성된 포도당의 1번 탄소 자리와 6번 탄소 자리를 인산화시킨 뒤, 3개의 탄소로 구성된 글리세르 알데하이드-3-인산(glyceraldeyde-3-phosphate)을 얻어내는 과정이다.
에너지 투자기의 첫 단계는 포도당의 6번 탄소 자리를 인산화시키는 일이다. 이 과정은 두 개의 효소에 의해서 이루어 질 수있는데 하나는 포도당을 특이적으로 인산화시키는 포도당인산화효소와 헥소카이네이즈[1]에 의해서 포도당의 6번탄소에 인산화가 일어나는데 인산화로 인해서 전하가 중성을 띄던 포도당 분자가 (-)전하를 띠게 되면서, 포도당의 세포막 내외로의 이동을 억제하고, 르 샤틀리에의 법칙에 의해 포도당의 세포 내 유입이 더 활발해지게 된다.
인산화로 인해 포도당이 포도당-6-인산으로 전환되면서 포도당의 세포 내부와 외부의 농도차이가 발생하여 확산이 더 잘 일어나게 된다!

2.2. 에너지 회수기

에너지 투자기로부터 얻은 2분자의 글리세르 알데하이드-3-인산을 피루브산까지 산화시키는 과정으로 한 분자의 글리세르 알데하이드로부터 ATP 2분자와 NADH 1분자를 얻을 수 있다.
NADH 한 분자는 2.5 - 3 ATP로 취급되기에 에너지 투자기에서 소모된 2 ATP를 제외하면 전체 해당과정에서 포도당 하나에 7 - 8 ATP를 얻을 수 있다.

3. 관련 문서


[1] hexokinase, 6탄당에 인산화를 하는 효소이다. 포도당 뿐만이 아니라 과당에도 인산화 할 수 있다.

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