당분 해는 살아있는 세포의 시토 졸에서 발생하는 일련의 10 가지 화학 반응입니다. 당분 해는 세포 호흡의 첫 단계이며 6- 탄소 당 분자 (포도당)를 피루 베이트의 2 개의 탄소 분자로 분해하는 과정입니다.
이미 알고 있듯이, 세포 대사는 자원과 에너지의 활용을위한 신체의 대사 경로의 수집입니다. 우리가 소비하는 자원을 분해하고이를 사용 가능한 에너지, 즉 ATP (아데노신 포스페이트)로 변환하는 단백 동화 및 이화 경로가 없으면 세포, 시스템 또는 유기체 수준에서 기능 할 수 없습니다.
세포 대사는 거대 분자의 분해 및 재건이 인체에서 발생하는 모든 생화학 적 반응에 필수적이기 때문에 에너지를 포착하고 방출하는 신체의 모든 세포에서 발생합니다. 많은 분자 및 세포 성분의 짧은 수명과 유기체의 지속적인 에너지 요구로 인해 세포 대사는 평생 동안 지속되는 지속적인 과정입니다. 당분 해, Krebs 사이클 및 전자 수송 체인은 세포 호흡의 세 가지 주요 단계, 영양분을 ATP로 바꾸는 경로 세트입니다. 그러나 그 과정의 첫 단계 - 당분 해는 오늘날 우리가 집중하고 싶은 대사 경로입니다!
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glycolysis는 무엇입니까?
당분 해는 세포 호흡의 첫 번째 대사 경로이며 살아있는 세포의 시토 졸에서 발생하는 일련의 10 가지 화학 반응입니다. 당분 해는 혐기성 과정이며,이 두 조건의 최종 생성물은 각각 젖산염과 피루 베이트 (Pyruvate)가 약간 다르지만 혐기성 환경 (산소 부족) 또는 호기성 환경 (산소)에서 기능 할 수 있다는 점에서 유연한 과정입니다.
."glycolysis"라는 단어는 "글리코"와 "용해"로 분리 될 수 있으며, 이는 기본적으로 "포도당"과 "파손/분할"을 의미합니다. 이것이 바로 그 활자체의 과정이하는 일입니다-6- 탄소 당 분자 (포도당)를 피루 베이트의 2 개의 탄소 분자로 분해 한 다음보다 유용한 에너지를 생성하기 위해 Krebs 사이클과 전자 수송 체인에 참여하게됩니다. 당분 해는 세포 호흡의 첫 단계 일뿐입니다. 당분 해의 산물은 여전히 갈 길이 멀다!
(사진 크레디트 :Regisfrey/Wikimedia Commons)
피루 베이트 외에, 당분 해를 통한 포도당의 파괴는 또한 2 분자 ATP 및 2 분자의 NADH의 형태로 에너지를 방출한다. 이것은 ATP의 생성이 세포 호흡의 궁극적 인 목표이며, NADH 분자는 호흡 과정에서 나중에 더 많은 에너지를 만들기 위해 사용될 수 있다는 것을 고려할 때 좋은 소식이다. 이제 이것이 당분 해의 일반적인 개요이지만, 당분 해와 세포 호흡의 복잡한 아름다움을 이해하려면 조금 더 깊이 파어야합니다!
.glycolysis의 반응
당분 해의 두 가지 주요 단계가 있으며 각 단계는 5 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계는 에너지 소비를 요구하는 반면, 두 번째 단계는 원하는 에너지를 생성합니다. 당화 과정에서 처음 5 개의 반응을 준비 단계라고하며, 최종 5 개의 반응은 지불 단계라고합니다.
준비 단계
1. 단일 포도당의 포도당 분자로 시작하여 포도당 -6- 포스페이트로 끝나는 첫 번째 반응은 포도당 분자를 인산화하기 위해 ATP를 분해하고 ADP로 전환하기 위해 헥소 키나제 효소를 사용해야합니다.
.2. 제 2 반응은 이성질 효소 (효소)를 사용하여 포도당 -6- 포스페이트를 과당 -6- 포스페이트로 변환한다.
.3. 포스 포-쿠 토 키나제는 또 다른 인산화 반응을 촉매하여 과당 -6- 포스페이트에 다른 인 그룹을 추가하여 과당 -1,6- 비스 포스페이트를 생성 할 것이다. 첫 번째 인산화 반응과 유사하게, 이것은 또한 ADP로 전환되는 하나의 ATP 분자의 소비를 요구합니다.
4. 과당 -1,6- 비스 포스페이트는 알 돌라 제의 도움으로 글리시 랄 데 데 하이드 -3- 포스페이트 및 디 하이드 록시 아세톤 인산염으로 2 개의 3- 탄소 화합물로 분해 될 것이다. 이 두 생성물은 이성질체 인 반면, 균형은 글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트를 향한 경향이 있습니다. 당분 해 경로에서 앞으로 사용될 것입니다.
.2 개의 ATP 분자는 준비 단계의 첫 번째 및 세 번째 단계에서 소비됩니다.
지불 단계
1. 두 번째 당분 해의 첫 번째 단계에서, 효소 GL-3-P 탈수소 효소는 무기 인 분자 및 NAD를 이용하여 NADH 및 1-3 비스 포스 포-글리세 레이트를 생성하여 글리 세르 데 하이드 -3- 포스페이트를 생성한다.
.2. 포스 포 글리 용산 키나제를 사용하여, 1-3 비스포스포-당화는 3- 포스 포-글리세 레이트로 전환된다. 이 화학 반응은 인 그룹을 ADP 분자로 다시 이동시켜 ATP 분자가 생성됩니다. 흥미롭게도, 반응 과정 에서이 단계는 가역적입니다.
3- 포스 포-글리시 레이트는 포스 포 글리세 레이트 미트 라제의 도움으로 2- 포스 포-글리세 레이트로 간단한 재 배열 반응을 겪는다. 이 단계는 에너지를 요구하거나 생산하지 않습니다.
4. 2- 포스 포-글리세 레이트는 Mg2+ (마그네슘 이온)와 효소 인 에놀 라제의 도움으로 포스 포에놀 피루 베이트로 전환된다.
5. 당분 해의 최종 단계는 피루 베이트 키나제의 작용을 통해 포스 포에놀 피루 베이트가 피루 베이트로 분해되는 것으로 구성됩니다. 이 반응은 또한 ADP 분자를 ATP로 전환시키는 인 분자를 방출한다. 이것은 가역적 반응이 아닙니다.
당화 제품
제조 단계의 끝에서, (1) 포도당 분자는 (2) 글리 세르 데 하이드 -3- 포스페이트의 분자로 나뉘었다. 따라서, 지불 단계는 실제로 단일 포도당 분자 당 두 번 발생하는데, 이는 지불금 단계의 두 번째 및 최종 단계에서 ATP의 두 분자가 생성되어 4 개의 ATP 분자의 총 생성물을 초래한다는 것을 의미합니다.
.그러나 제조 단계에서 2 분자 ATP 분자가 소비되었다는 것을 기억하십시오. 따라서, 단일 포도당 분자로 시작하여, 당분 해 공정은 2 분자의 피루 베이트, 2 개의 순 분자, 2 분자의 NADH 분자, 를 생성한다. 종종 간과되는 제품. NADH는 탈수소 효소의 도움으로 지불 단계의 첫 번째 반응에서 형성된다. NADH는 전자 캐리어이기 때문에 중요합니다. 이는 호흡 과정에서 나중에 ATP, 즉 전자 수송 체인에서 더 많은 ATP를 생성 할 가능성이 있습니다.
(사진 크레딧 :CNX OpenStax/Wikimedia Commons)
당분 해가 완료되면 셀은 2 ATP에 즉시 액세스 할 수 있습니다. 이는 에너지 수요가 높을 때 가치가 있습니다. 피루 베이트 분자는 Krebs의 주기로 산화되고 이동하는 반면, NADH는 전자 수송 체인으로 전진하여 전체 에너지 전위에 접근 할 수 있습니다.
