자격증시험 - 영양사 시험준비 (생화학 해당과정)

일상- 영양사 시험준비 (생화학 해당과정)

생화학- 탄수화물 대사 해당과정을 알아보자

안녕하세요. 알아둬도 쓸떼없는입니다.

영양사 시험을 준비하는 동안 틈틈히 공부를 한 것을 복습 겸 공유하고자 글을 올리기로 했습니다.

오늘은 탄수화물 대사에서 해당과정에 대해 알아보려고합니다.

 

영양사 준비과정은 제가 전에 쓴 글을 참조하시길 바랍니다.

sky5602.tistory.com/41

일상- 영양사 시험 준비

 

먼저 개요에 대해 알아보겠습니다.

사람은 음식으로 생성되는 단당류(Glucose=포도당, Fructose=과당, Galactose=유당)이며

그중 Glucose = 포도당이 가장 많이 생성이 됩니다.

포도당은 대사과정에서 필요한 에너지를 공급하기 위한 연료입니다.

 

포도당이 산화가 되어 우리 몸은 에너지를 만들어 내는 것이지요.

남은 포도당은 Glycogen으로 저장이 되어 간(약100g), 근육(250g)으로 저장이 됩니다.

이중 일부는 지방질이나 아미노산의 합성에도 사용이 됩니다.

 

 

해당과정

해당과정(glycolysis)은 포도당 또는 글리코겐 1 분자가 혐기적 조건에서

2분자의 피루브산(pyruvate)나 젖산(lactate) 되는 반응입니다. 이 반응은 간의 세포질에서 일어납니다.

해당과정은 탄수화물 대사의 중요한 과정입니다.

6탄당인 포도당은 혐기적조건에서 2개의 피루브산이나 젖산으로 전환됩니다.

이 과정에서 2ATP와 2NADH의 형태로 에너지가 만들어집니다.

 

(혐기적 조건) 젖산으로 전환되는 과정은 적혈구나 미트콘드리아가 없는 세포에서

산소 공급이 충분치 않거나 극심한 운동시 근육에 산소가 충분치 않을 때 TCA 회로의 효소가 활성되기 이전

해당과정으로 만들어진 NADH가 피루브산을 젖산으로 환원시켜 사용이 됩니다.

혐기적 해당과정은 포도당 1분자당 2ATP를 생산하여 에너지 생성면에서는 비효율적이나,

산소가 필요없는 유일한 에너지 생성 반응으로 심한 운동시 근육 수축을 위한

ATP공급과  ATP와 NADH에 에너지를 일시적으로 저장하는 중요한 과정입니다.

(호기적 조건) 해당과정에서는 생산된 피루브산은 아세틸 CoA가 되어

구연산회로를 거쳐 이산화탄소와 물로 완전히 산화가 됩니다.

(이 과정은 나중에 더 자세하게 다루겠습니다.)

 

 

해당과정의 단계

1단계

포도당이 세포질 안으로 운반되면 헥소키나아제에 의해 인산화된다.

그 후 포도당 6- 인산으로 바뀌어 유리 포도당으로 되돌아 갈 수 없다.

헥소키나아제는 해당과정의 첫 번째 조절효소이다.

(*-ase는 효소의 기질이나 효소가 촉매하는 화학 반응에서 유래된 단어 끝에 접미사 "-에이스(-ase)"를 붙여서 짓는다)

 

2단계

3단계

과당 6-인산이 포스포프락토키나아제에 의해 과당 1,6-이인산이 됩니다.

이때 ATP가 소모가 되어 ADP로 변환이 됩니다.

포스포프락토키나아제는 가장강한 조절효소이며

해당과정 전체의 속도를 조절하는 속도조절효소입니다.

(*접두사 di- (디)는 숫자 2를 뜻합니다. 접두사 bi-(바이)와 같은 뜻입니다.)

 

4단계

과당 1.6-이인산을 통해 글리세롤과 글리세르알데히드 3- 인산이 생성이 됩니다.

글리세롤은 글리세르알데히드 3- 인산의 이성질화효소입니다. 

 

글리세롤은 3탄당 인산 이성질화효소에 의해 2개의 글리세르알데히드 3- 인산이 됩니다.

(*해당과정을 통해 젖산과 TCA 회로로 들어가기 위해서는 글리세르알데히드 3- 인산만을 통해야 하므로

앞으로 글리세르알데히드 3- 인산 통해 생성되는 물질 앞에는 2x (두개)를 붙이겠습니다.)

 

5단계

6단계

 

고에너지화합물인 ADP를 ATP로 만들기 때문에 기질 수준의 인산화라고 합니다.

 

7단계

8단계

9단계

포스포에놀비루브산은 피루브산키나아제(세 번째 조절효소)에 의해 피루브산을 생성합니다.

해당과정은 이런 단걔를 거치며 ATP와 NADH를 생성합니다.

 

NADH는 미트콘드리아로 이동을 하여

산화적 인산화로 전자전달계에 의해 2.5ATP(간) 또는 1.5 ATP(근육)로 생성이 됩니다.

 

해당과정을 통해 1개의 포도당은 2개의 피루브산을 만들고 2ATP와 2NADH를 생성을 합니다.

(* 총 4ATP가 생성이 되었지만, 해당과정1,3단계에서 2ATP를 소모 하였으므로 최종적으로 2ATP만 남음. )

 

그리고 2NADH(전자전달계)를 통해 생성된 5(3)ATP 더해 총 7ATP의 에너지를 생산한다.

(*간은 5ATP(말산-아스파트산셔틀), 근육은 3ATP(글리세롤-인산셔틀))