콘텐츠
- 포도당 기초
- 완전한 당분 해 경로
- 당분 해 : 투자 단계
- 당분 해 : 리턴 단계
- 당분 해 조절
- 당분 해 효소 활성화
- 당분 해 효소 억제
- Hexokinase Regulation에 대한 추가 정보
당분 해 세계 생물들 사이에서 보편적 인 대사 과정입니다. 모든 세포의 세포질에서이 일련의 10 개의 반응은 6 개의 탄소 당 분자를 전환시킵니다 포도당 두 분자의 피루 베이트, 두 분자의 ATP 및 두 분자의 NADH로.
해당 작용에 대해 알아보십시오.
에서 원핵 생물가장 단순한 유기체 인 당분 해는 실제로 마을에서 유일하게 세포 대사 작용 게임입니다. 이들 유기체는 거의 모두 내용물이 거의없는 단일 세포로 구성되어 있으며, 대사 요구가 제한되어 있으며, 해당 요소는 경쟁 요인이없는 상태에서 번성하고 번식 할 수있을 정도로 충분합니다. 진핵 생물반면에, 호기성 호흡의 주요 접시가 그림에 들어가기 전에 필요한 전채의 것으로 당분 해를 시작하십시오.
해당 분해에 대한 논의는 종종 적절한 기질 및 효소 농도와 같이 유리한 조건에 중점을 둡니다. 덜 자주 언급되지만 중요한 것은 의도적으로 설계된 것입니다. 금지하다 해당 분해 속도. 세포가 에너지를 필요로하지만, 해당 분해 밀을 통해 많은 양의 원료를 지속적으로 가동하는 것이 항상 바람직한 세포 결과는 아닙니다. 다행스럽게도 세포의 해당 분해에 많은 참가자들이 속도에 영향을 줄 수 있습니다.
포도당 기초
포도당은 공식 C를 가진 6 개의 탄소 설탕입니다6H12영형6. (Fun biomolecule trivia : 설탕, 전분 또는 불용성 섬유이든 모든 탄수화물은 일반 화학식 C를 가짐)엔H2N영형엔.) 크기가 큰 아미노산과 비슷한 180 g의 몰 질량을가집니다. 원형질막을 통해 세포 내외로 자유롭게 확산 될 수 있습니다.
포도당은 단당류이므로 더 작은 설탕을 결합 시켜서 만들 수 없습니다. 과당은 단당류 인 반면, 자당 ( "테이블 설탕")은 포도당 분자와 과당 분자로 조립 된 이당류입니다.
특히 포도당은 대부분의 다이어그램에서 육각형으로 표현되는 고리 형태입니다. 6 개의 고리 원자 중 5 개는 포도당이고, 6 번째 고리는 산소이다. 6 번 탄소는 메틸에 속합니다 (– CH3) 고리 외부 그룹.
완전한 당분 해 경로
해당 분해 10 반응의 합에 대한 완전한 공식은 다음과 같습니다.
씨6H12영형6 + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 CH3(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2H+
즉, 이것은 포도당 분자가 2 개의 포도당 분자로 전환되어 2 ATP와 2 NADH (생화학에서 흔한 "전자 운반체"인 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오티드의 감소 된 형태)를 생성한다는 것을 의미합니다.
산소가 필요하지 않습니다. 피루 베이트가 호기성 호흡 단계에서 거의 항상 소비되지만, 해당 작용은 호기성 및 혐기성 유기체에서 모두 발생합니다.
당분 해 : 투자 단계
당분 해는 고전적으로 두 개의 부분으로 나뉩니다 : "투자 단계", 2 개의 ATP (아데노신 삼인산, 세포의 "에너지 통화")가 포도당 분자를 다량의 잠재적 인 에너지를 가진 무언가로 만들고 "보상" 또는 하나의 3- 탄소 분자 (글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트 또는 GAP)를 다른 피루 베이트로의 전환을 통해 4 ATP가 생성되는 "수확"단계. 이는 포도당 분자 당 총 4-2 = 2 ATP가 생성됨을 의미합니다.
포도당이 세포에 들어가면 효소의 작용에 의해 인산화됩니다 (즉, 인산염 기가 붙어 있습니다) 헥소 키나제. 이 효소 또는 단백질 촉매는 해당 과정에서 가장 중요한 조절 효소 중 하나입니다. 해당 분해에서 10 가지 반응 각각은 하나의 효소에 의해 촉매되며, 그 효소는 그 하나의 반응 만 촉매한다.
이 인산화 단계에서 생성 된 포도당 -6- 포스페이트 (G6P)는 두 번째 인산화가 발생하기 전에 과당 방향으로 프럭 토스 -6- 포스페이트 (F6P)로 변환됩니다. 포스 포프 룩 토키나 제또 다른 중요한 조절 효소. 이로 인해 과당 -1,6- 비스 인산 (FBP)이 형성되고 해당 과정의 첫 번째 단계가 완료됩니다.
당분 해 : 리턴 단계
과당 -1,6- 비스 포스페이트는 한 쌍의 3- 탄소 분자 인 디 하이드 록시 아세톤 포스페이트 (DHAP)와 글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트 (GAP)로 나뉩니다. DHAP는 GAP로 빠르게 변환되므로 분할의 효과는 단일 6 개의 탄소 분자에서 동일한 2 개의 3 개의 탄소 분자를 생성하는 것입니다.
이어서, GAP는 효소 글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트 탈수소 효소에 의해 1,3- 디포 스포 글리세 레이트로 전환된다. 이것은 바쁜 단계입니다. NAD+ NADH와 H로 변환됩니다+ GAP로부터 제거 된 수소 원자를 사용하여 분자를 인산화시킨다.
1,3- 디포 스포 글리세 레이트를 피루 베이트로 변환하는 나머지 단계에서, 두 포스페이트는 3 개의 탄소 분자로부터 순서대로 제거되어 ATP를 생성한다. FBP 분할 후 모든 것이 포도당 분자 당 두 번 발생하기 때문에 이는 2 NADH, 2 H+ 2 NADH, 2 H의 순에 대해 4 개의 ATP가 리턴 단계에서 생성됩니다.+ 및 2 ATP.
해당 분해의 최종 결과에 대해 자세히 알아보십시오.
당분 해 조절
해당 작용에 참여하는 3 가지 효소가 공정 조절에 중요한 역할을합니다. 헥소 키나제 및 포스 포프 룩 토키나 제 (또는 PFK)는 이미 언급되었다. 세 번째, 피루브산 키나아제"는 최종 당분 해 반응, 포스 포에 놀 피루 베이트 (PEP)의 피루 베이트로의 전환을 촉매하는 역할을한다.
이 효소들 각각은 활성화 제 만큼 잘 억제제. 화학 및 피드백 억제 개념에 익숙하다면 주어진 효소가 활성을 가속화하거나 늦추는 조건을 예측할 수 있습니다. 예를 들어, 세포의 영역이 G6P가 풍부한 경우, 헥소 키나아제가 방황하는 포도당 분자를 공격적으로 찾아 낼 수 있습니까? 이러한 조건 하에서 추가 G6P를 생성 할 필요가 없기 때문에 아마 아닐 것입니다. 그리고 당신은 맞을 것입니다.
당분 해 효소 활성화
헥소 키나제는 G6P에 의해 억제되지만, PFK 및 피루 베이트 키나제와 같이 AMP (아데노신 모노 포스페이트) 및 ADP (아데노신 디 포스페이트)에 의해 활성화된다. 이는 높은 수준의 AMP 및 ADP가 일반적으로 낮은 수준의 ATP를 의미하기 때문에, ATP가 낮을 경우 해당 분해의 자극이 높아지기 때문입니다.
피루 베이트 키나아제는 또한 과당 -1,6- 비스 포스페이트에 의해 활성화되는데, 이는 너무 많은 FBP는 해당 분해 중간체가 상류에 축적되어 있고 공정의 말미에서 더 빨리 일어나야한다는 것을 의미하기 때문이다. 또한, 과당 -2,6- 비스 포스페이트는 PFK의 활성화 제이다.
당분 해 효소 억제
언급 된 바와 같이 헥소 키나제는 G6P에 의해 억제된다. PFK 및 피루 베이트 키나제는 AMP 및 ADP에 의해 활성화되는 동일한 기본 이유로 ATP의 존재에 의해 둘 다 억제된다 : 세포의 에너지 상태는 해당 분해 속도의 감소에 유리하다.
PFK도 구연산염호기성 호흡에서 하류에서 발생하는 Krebs주기의 구성 요소입니다. 피루브산 키나아제는 아세틸 CoA, 이는 피루 베이트가 해당 분해가 끝나고 Krebs주기가 시작되기 전에 전환되는 분자입니다 (사실, 아세틸 CoA는주기의 첫 번째 단계에서 옥 살로 아세테이트와 결합하여 구연산염을 만듭니다). 마지막으로, 아미노산 알라닌은 또한 피루 베이트 키나제를 억제한다.
Hexokinase Regulation에 대한 추가 정보
G6P 외에 다른 당분 해 산물이 헥소 키나제를 억제 할 것으로 예상 할 수 있는데, 그 이유는 상당량의 존재는 G6P에 대한 필요성이 감소했음을 나타 내기 때문입니다. 그러나, G6P 자체 만이 헥소 키나제를 억제한다. 왜 이런거야?
그 이유는 매우 간단합니다 : G6P는 펜 토스 포스페이트 션트를 포함하여 해당 분해 이외의 반응 경로에 필요합니다. 글리코겐 합성. 따라서, G6P 이외의 다운 스트림 분자가 작업에서 헥소 키나제를 유지할 수 있다면, 이러한 다른 반응 경로는 공정에 들어가는 G6P의 부족으로 느려질 것이며, 따라서 일종의 부수적 인 손상을 나타낼 것이다.