호기성 호흡
모든 유기체는 다양한 활동을 수행하기 위해 에너지가 필요합니다. 호흡은 생명 공정에 필요한 에너지를 방출하는 중요한 화학 공정입니다. 산소가없는 경우와 산소가 없을 때 발생할 수 있습니다. 따라서 산소 이용 가능성에 따라 호흡은 호기성 또는 혐기성 일 수 있습니다. 다음 기사는 호기성 호흡, 그 중요성, 발생 부위 및 호기성 호흡 방정식을 설명합니다.
호기성 호흡이란 무엇입니까?
분자 산소 흡수와 관련된 호흡은 호기성 호흡이라고합니다. 에어로빅 호흡 방정식은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
| C 6 H 12 o 6 + 6 o 2 → 6 Co 2 + 6 h 2 O + 673 kcal |
다른 유형의 에어로브
산소에 의존하는 유기체를 에어로브라고합니다. 에어로브의 다른 유형은 다음과 같습니다.
- 에어로 베스 의무 :그들은 생존하기 위해 자유로운 산소가 엄격하게 필요합니다. 세포 호흡을 겪는 동안, 에어로브는 대사에 산소를 사용하고 설탕을 분해하여 에너지를 생성합니다. 전자 수송 체인에서, 산소는 말단 전자 수용체 역할을한다. 의무 에어로브의 예는 Mycobacterium tuberculosis, bacillus, nocardia asteroides 및 pseudomonas aeruginosa를 포함한 곰팡이 및 박테리아입니다.
- 교수형 anaerobes :산소의 존재하에 호기성 호흡을 통해 에너지를 합성합니다. 그러나 산소가 없을 때 발효 과정으로 전환 할 수도 있습니다. 교수형 혐기성의 예는 포도상 구균 SPP, 대장균, 살모넬라, 리스테리아 SPP 및 Saccharomyces cerevisiae와 같은 일부 진핵 생물 유기체를 포함한 박테리아입니다.
- microaerophiles : 그들은 생존을 위해 산소가 필요하지만 대기 중에 존재하는 것보다 낮은 수준의 이산소를 함유하는 환경, 즉 <21% o 2 . . 미세 조절제의 예로는 캄 필로 박터 및 헬리코 박터가 포함됩니다.
호기성 세포 호흡의 메커니즘
호기성 세포 호흡과 관련된 단계는 다음과 같습니다.
- glycolysis
- 피루브 산의 산화 (아세틸 코엔자임 a)
- krebs cycle
- 전자 운송
당화
- 세포질에서 발생하는 호기성 호흡의 첫 단계입니다.
- 산소가 필요하지 않으며 호기성 및 혐기성 호흡을위한 일반적인 선형 경로입니다.
- 사용 된 기판은 포도당 (6- 탄소 화합물)입니다.
- 최종 제품은 2 개의 피루브 산 분자 (각각 3- 탄소 화합물), 2 개의 NADH 분자 및 1 개의 H.
입니다. - 이산화탄소를 생산하지 않습니다.
- 그lycolysis는 2 개의 ATP 분자를 소비하고 4를 생성합니다. 따라서 2 개의 ATP 분자의 순 이득이 있습니다.
당분 해 경로
1 단계 :첫 번째 인산화
포도당은 ATP, Mg 및 헥소 키나제의 존재하에 포도당 -6- 포스페이트로 전환된다. ATP는 ADP에 탐욕을받습니다.
2 단계 :이성질 화
포도당 -6- 포스페이트는 G-6-P의 이성질체 인 과당 -6- 포스페이트로 이성질체 화된다. 반응은 포스 포 헥스 이소 메라 제의 존재하에 발생한다.
3 단계 :제 2 인산화
과당 -6- 포스페이트는 Mg 및 효소 포스 포 프로 루토 키나제의 존재하에 과당 -1,6- 디포 스페이트로 전환된다. ATP는 Adp.
에 탐욕됩니다
4 단계 :절단
효소 알 돌라 제는 과당 -1,6- 피스페이트를 디 하이드 록시 아세톤 인산염 및 글리 세르 데 하이드 -3- 포스페이트로 분해하는 데 도움이됩니다. 이들 화합물은 포스 포트 리오스 이성질 라제의 존재하에 상호 전환 가능하다.
5 단계 :인산화 및 산화 탈수 형성
글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트는 NAD의 존재하에 1,3- 디포 포스 글리코 산으로 전환됩니다. po 4 . Nadis는 Nadh로 개조되었습니다.
6 단계 :첫 번째 ATP 세대
1,3- 피스 포 글리 케릭산은 MG 및 포스 포 글리세로 키나제 효소의 도움으로 3- 포스 포 글리 세포 산으로 변화하고 첫 번째 ATP 분자가 생성됩니다.
.
7 단계 :이성질체
효소는 포스 포 글리세로 우타 제 및 마그네슘 이온은 3- 포스 포 글리 에스크 산을 2- 포스 포 글리 신체 산으로 전환시키는 데 도움이된다.
8 단계 :탈수
에 놀라 제 및 MG는 2- 포스 포 글리세 베르 산을 물 분자를 유리시키는 2- 포스 포에놀 피루 빈산으로 전환시킨다.
9 단계 :두 번째 ATP 생성
마지막 단계에서, 2- 포스 포에놀 피루브산은 피루 베이트 키나제 및 마그네슘 이온의 존재하에 피루브 산으로 전환된다. ADP는 ATP로 변환됩니다.
피루브 산의 산화
호기성 조건 하에서, 피루본은 Krebs 사이클을 통해 산화됩니다. 그러나 사이클에 들어가기 전에, 두 번째 단계는 아세틸 코엔자임 A의 형성과 관련이 있습니다. 전환에 관여하는 일련의 단계는 다음과 같습니다.
. - 티아민 피로 포스페이트와 피루브 산 사이의 복합체 형성.
- 피루본의 데카르 복실화.
- decarboxylation 공정에서 남겨진 아세트 알데히드 단위는 보조 인자 리포산과 결합하여 아세틸-리포 산 복합체를 형성합니다.
- 아세틸 그룹은 리포산에서 CoA로 방출되어 아세틸 CoA를 형성합니다.
다음 방정식은 반응을 나타낼 수 있습니다.
| Pyruvic acid + CoA + NAD → Acetyl CoA + Co 2 + nadh + h
TPP, 리포산 및 피루브 탈수소 효소 다티엔자임 복합체의 존재하에. | .
Krebs 사이클
- 이를 TCA 사이클과 구연산 사이클이라고도합니다.
- 그것은 미토콘드리아에서 발생합니다.
- 호기성 호흡에서만 발생합니다.
- 주기 경로에는 과정에서 산소가 필요합니다.
- 사용 된 기판은 아세틸 CoA입니다.
- 최종 제품은 옥 살로 아세트산 (OAA)과 이산화탄소입니다.
- 그것은 ATP를 소비하지 않고 2 개의 ATP, 2 NADH, 2 FADH 및 2 개의 피루본 분자에서 1 시간을 생성합니다.
Krebs 사이클 경로
1 단계 :시트르산의 형성
첫 번째 단계는 시트 레이트 신타 제의 존재하에 아세틸 CoA와 옥살로 아세트산을 조합하여 구연산의 형성을 포함한다.
.
2 단계 :이성질체
구연산은 아코 니 타제의 존재하에 이성질체 등위산으로 전환됩니다.
3 단계 :데카르 복실화 및 탈수 소화
isocitric acid는 ɑ-ketoglutaric acid로 바뀌고, 이산화탄소 분자는 ɑ-ketoglutaric acid가 5- 탄소 화합물이므로 방출됩니다. NAD 및 이소 시트 레이트 탈수소 효소는 단계를 촉진시킨다.
4 단계 :데카르 복실화
4- 탄소 화합물 숙시 닐 CoA는 ɑ- 케토 글루 타 레이트 탈수소 효소의 존재하에 형성된다. 이 단계에서 이산화탄소와 NADH의 하나의 분자가 방출됩니다.
5 단계 :탈수 형성
CoA는 숙시 닐 CoA에서 제거되어 석회 네이트를 형성한다. GDP는 GTP로 전환되고, 숙시 닐 COA 합성 효소는 반응을 촉진시킨다.
6 단계 :탈수 소화
숙시 네이트는 이제 효소 석신 탈수소 효소의 도움으로 푸마 레이트로 변형됩니다. 단계는 또한 FAD를 Fadh 2 로 줄이는 것도 포함됩니다. .
7 단계 :수화
h 2 의 추가 o 푸마 라제의 존재하에 푸마 레이트를 말 레이트로 바꿉니다.
8 단계 :탈수 소화
효소 말 레이트 탈수소 효소는 NAD를 이용하고 NADH 및 h를 방출하는 동안 말 레이트를 옥 살로 아세테이트로 전환시킨다.
전자 운송 시스템 (ETS)
ETS는 미토콘드리아의 F1 입자에 국소화 된 NAD, FAD, CONEX] ZYME Q 및 시토크롬을 함유하는 캐리어의 사슬이다. 전자는 더 높은 에너지 수준에서 낮은 에너지 수준으로 흐르기 때문에 ETS의 모든 단계는 전자의 에너지 수준을 낮 춥니 다. 에너지 차이는 ADP를 ATP로 전환시킴으로써 인산염 결합으로 변환된다. 감소 된 코엔자임 Q의 산화는 수소 이온을 방출한다. 전자는 일련의 시토크롬을 따라 전달되며, 통과 된 모든 전자 쌍에 대해 3 개의 ATP 분자가 형성된다.
- 10 개의 NADH 분자를 사용하고 10 개의 NAD 분자를 제공합니다.
- 2 fadh 2 분자는 2 개의 유행 분자로 전환됩니다.
- 프로세스는 12 h 2 도 방출합니다 o 분자.
- 34 ADP가 34 ATP로 변환됩니다.
- 산소가 말단 수용체 인 ETS를 통해 ATP의 합성 과정은 산화 적 인산화로 알려져 있습니다.
호기성 호흡은 혐기성 호흡과 어떻게 다릅니 까?
다음 표는 호기성 및 혐기성 호흡의 주요 차이점을 열거합니다.
| 특성 | 호기성 호흡 | 혐기성 호흡 |
| 산소 | 는 분자 산소의 흡수를 포함합니다. | 는 분자 산소의 흡수를 포함하지 않습니다. |
| 기질 분해 | 기판의 완전한 산화. | 기판의 불완전한 저하. |
| 최종 제품 |
| - 이산화탄소
- 젖산 및 에틸 알코올과 같은 유기 화합물
- 에너지
|
| 에너지 분자 | 38 ATP 분자는 한 몰의 포도당에 의해 생성됩니다. | 2 ATP는 한 몰의 포도당에 의해 생성됩니다. |
| 셀에서 발생하는 부위 | 는 세포질과 미토콘드리아에서 발생합니다. | 는 세포의 세포질에서만 발생합니다. |
| 방정식 | 호기성 호흡 방정식 :C 6 H 12 0 6 + 6o 2 → 6co 2 + 6H 2 o +673 Kcal | anaerobic 호흡기 방정식 :
c 6 H 12 0 6 + 6o 2 → 2c 2 h 5 OH +6CO 2 + 21 kcal |
결론
호기성 세포 호흡은 유기 물질의 화학 에너지를 살아있는 세포가 사용할 수있는 대사 에너지로 변환하는 일련의 중요한 과정입니다. 그것은 초기 기질 및 산소로 포도당을 취하고 에너지 분자 ATP, 물 및 이산화탄소를 제공합니다. 에너지를 제공하는 것 외에도 Co 2 공정에서 방출되면 본질적으로 이산화탄소 균형을 유지하는 데 도움이됩니다.
자주 묻는 질문
1. 호기성 세포 호흡에서 Krebs주기의 중요성은 무엇입니까?
A. Krebs 사이클은 수소 원자를 생성하여 궁극적으로 하나의 포도당 분자의 산화로부터 유래 된 에너지의 주요 부분을 생성합니다. 또한 지방산, 아미노산 및 카로티노이드와 같은 다른 물질을 제조하는 데 사용되는 귀중한 중간체 공급원입니다.
2. 당분 해에 사용되는 효소는 무엇입니까?
A. 다음 효소는 당화 과정에서 사용됩니다.
- hexokinase
- Phosphoexoisomerase
- Phosphofructokinase
- 과당 -1,6- 디포 스페이트
- aldolase
- 포스 포트 리오스 이성질 라제
- 3- 포스 포 글리 세르 알데히드 탈수소 효소
- 포스 포 글리세로 키나제
- Phosphoglyceromutase
- enolase
- 피루 베이트 키나제
3. 당분 해와 크로스 사이클의 차이점은 무엇입니까?
A. 당분 해는 2 개의 ATP 분자를 소비하는 혐기성 과정이며 4 개의 ATP 분자를 초래합니다. 최종 생성물은 피루 베이트이며 세포질에서 발생합니다. Krebs주기는 호기성 과정이며 최종 제품은 옥 살로 아세트산입니다. ATP를 소비하지는 않지만 두 개의 ATP 분자를 제공합니다. Krebs주기는 미토콘드리아에서 발생합니다. 당분 해에는 선형 경로가 있지만 Krebs 사이클에는주기 경로가 있습니다.
