해당과정

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

포도당 → 포도당-6-인산[1] → 과당-6-인산 → 과당-1, 6-이인산[2] →DHAP(DiHidroxy Acetone Phosphate, 디하이드록시아세톤인산)[3] → G-3-P(글리세르알데하이드-3-인산)[4] → 1,3-BPG(1,3- 글리세르산 이인산) → 3-PG(3-인산글리세르산)[5] → PEP(포스포에놀피루브산)[6] → 피루브산[7]

PGAL에서 DPGA로 넘어가는 단계 이후부터는 모든 물질이 2분자씩 나온다.

결론적으로, 포도당 1분자는 피루브산 2분자, ATP 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-인산을 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[8]에 의해서 포도당의 6번탄소에 인산화가 일어나는데 인산화로 인해서 전하가 중성을 띄던 포도당 분자가 (-)전하를 띄게 되면서, 포도당의 세포막 내외로의 이동을 억제하고, 르 샤틀리에의 법칙에 의해 포도당의 세포 내 유입이 더 활발해지게 된다.[9]

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.
  1. ↑ ATP 사용, 포도당에 인산기가 결합한다.
  2. ↑ ATP 사용, 인산기 결합한다.
  3. ↑ 이후 G-3-P로 바뀌어 1,3-BPG로 산화된다.
  4. ↑ NAD+에 의해 산화되어 NADH를 생성하고, 양성자가 떨어진 자리에 인산이 결합한다.
  5. ↑ ATP를 생성한다.
  6. ↑ 탈수반응이 일어난다.
  7. ↑ ATP가 생성된다.
  8. ↑ 헥소키나아제라고 불리기도 한다.
  9. ↑ 인산화로 인해 포도당이 포도당-6-인산으로 전환되면서 포도당의 세포 내부와 외부의 농도차이가 발생하여 확산이 더 잘 일어나게 된다!