생화학 6강 탄수화물 대사 : 해당과정
목 차
01 대사의 정의 및 개요
02 해당과정의 반응
03 해당과정의 조절
04 당신생경로
01. 대사의 정의 및 개요
해당작용 (glycolysis)
대사 (metabolism) 의 구분
▪ 동화작용 : 전구체 또는 최소단위 물질에서 복합체를 합성
▪ 이화작용 : 생체 내 복합체가 최소 단위로 분해
▪ 해당과정
▪ 구연산회로
▪ 당신생과정
▪ 글리코겐 합성
▪ 글리코겐 분해
▪ 오탄당 인산경로
탄수화물 대사
탄수화물 대사들의 관계
해당작용의 개요
해당과정 : 탄수화물 대사의 핵심
▪ 음식에서의 주 에너지 급원 : 글루코오스 , 프룩토오스 , 갈락토오스
▪ 에너지 공급의 주 연료 : 글루코오스 → 체내 저장 가능 ( 글리코겐 : 간 , 근육 )
▪ 체내 저장된 탄수화물 : 글루코오스로 전환 가능
▪ 해당과정 : 모든 인체 조직에서 일어남 → 에너지 공급 및 중간 대사물 공급 역할
글루코오스 수송
▪ 음식으로 섭취한 탄수화물
소화 / 분해 → 소장에서 글루코오스 로 흡수 → 혈액으로 운반
▪ 혈액 을 통해 인체 모든 세포로의 접근이 가능
→ 세포의 에너지 급원 으로 사용
▪ 해당작용은 세포 안에서 시작 (세포질)
→ 세포막을 통과해야 함 !
▪ 글루코오스의 세포막 통과 → 능동수송 또는 촉진확산
능동수송
▪ 능동수송 (active transport): 저농도에서 고농도로 이동
에너지 필요 (ATP 소모 : 1 차 능동수송 )
Na + /K + -ATPase : 나트륨을 세포밖으로 , 칼륨을 세포안으로 이동 → 나트륨의 농도 차 형성 → 나트륨이
세포 내로 유입시 포도당과 함께 유입( 2 차 능동수송 )
촉진확산
▪ 촉진확산 : 고농도에서 저농도로 이동 (ATP 사용하지 않음 )
▪ 글루코오스 수송은 운반 단백질이 관여
▪ GLUT1 : 적혈구 등 모든 세포 에서 발현 저혈당 시 활성 증가 , 고혈당시 활성 감소
▪ GLUT2 : 간 , 신장 , 췌장 에서 발현
간, 신장에서 글루코오스 유입 (혈당 과다시) 또는 유출 (저혈당 시)
▪ GLUT4 : 골격근, 지방조직 에서 발현
인슐린에 의해 활성 증가 → 글루코오스 유입 증가
02. 해당과정의 반응
해당과정의 개략적인 전개과정
해당과정
▪ 혈액의 글루코오스가 GLUT 를 통해 세포 안으로 이동
→ 세포질 에서 해당과정 시작
▪ 육탄당인 글루코오스 가 삼탄당인 피루브산 으로 전환
▪ 총 10 단계
▪ 전반부 : 2 ATP 사용 ( 글리세르알데히드 3- 인산 생성 )
▪ 후반부 : 2 ATP 생성 ( 피루브산 2 분자 생성하므로 총 4 ATP 생성 )
▪ 총 2 분자의 ATP 와 2 분자의 NADH 생성
해당과정
해당과정의 단계
1 단계
▪ 글루코오스 → 글루코오스 6-인산 ( 효소 : 헥소키나아제 )
▪ ATP 1 분자 소모 , 비가역적 , 첫번째 조절점
2 단계
▪ 글루코오스 6- 인산 → 프룩토오스 6- 인산
( 효소 : 포스포글루코오스 이성질화효소 )
▪ 알도오스 → 케토오스
3 단계
▪ 프룩토오스 6- 인산 → 프룩토오스 1,6- 이인산
( 효소 : 포스포프룩토키나아제 -1; PFK-1 )
▪ ATP 1 분자 소모 , 두번째 조절점 ,
전체 경로의 속도 결정 단계
▪ 간에서는 PFK-2 에 의해
프룩토오스 2,6- 이인산으로 전환
→ PFK-1 의 활성도 조절
4 단계 & 5 단계
▪ 4 단계 : 프룩토오스 1,6- 이인산의 분할
글리세르알데히드 3- 인산 , 디하이드록시아세톤인산 ( 효소 : 알돌라아제 )
▪ 5 단계 : 디하이드록시아세톤인산 → 글리세르알데히드 3- 인산
( 효소 : 삼탄당인산 이성질화효소 )
6 단계
▪ 글리세르알데히드 3- 인산 → 글리세린산 1,3- 이인산
( 효소 : 글리세르알데히드 3- 인산 탈수소효소 )
▪ NAD + 가 NADH 로 전환
7 단계
▪ 글리세린산 1,3- 이인산 → 글리세린산 3- 인산
( 효소 : 글리세린산인산 키나아제 )
▪ 인산기를 ADP 로 이동 → ATP 생성
8 단계 & 9 단계
▪ 8 단계 : 글리세린산 3- 인산 → 글리세린산 2- 인산
( 효소 : 글리세린산인산 뮤타아제 )
▪ 9 단계 : 글리세린산 2- 인산 → 포스포에놀피루브산 (PEP)
( 효소 : 에놀라아제 )
10 단계
▪ 포스포에놀피루브산 (PEP) → 피루브산
( 효소 : 피루브산 키나아제 )
▪ 비가역적 , 해당과정의 세번째 조절점 ▪ ATP 1 분자 생성
전체 과정 정리
▪ 1 분자의 글루코오스는 해당과정을 통해………
▪ 2 분자의 피루브산 생성
▪ 2 분자의 ATP 생성 ( 실제 4 분자 생성하나 전반부 2 분자 소모 )
▪ 2 분자의 NADH 생성 : 전자전달계에서 1.5 또는 2.5 ATP 생성가능
→ 3~5 분자 ATP 생성
▪ 총 5~7 분자의 ATP 생성
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