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6- 탄소 설탕 인 포도당은 모든 생명체를 강화시키는 방정식의 기본 "입력"입니다. 외부로부터의 에너지는 어떤면에서는 전지의 에너지로 변환된다. 가장 친한 친구에서 가장 낮은 박테리아까지 살아있는 모든 유기체에는 근원 대사 수준에서 연료를 위해 포도당을 연소시키는 세포가 있습니다.
세포는 포도당에서 에너지를 추출 할 수있는 정도가 다릅니다. 모든 세포에서이 에너지는 아데노신 삼인산 (ATP).
따라서 한 가지 모든 살아있는 세포는 공통적으로 ATP를 만들기 위해 포도당을 대사한다는 것입니다. 세포에 들어가는 주어진 포도당 분자는 스테이크 저녁 식사, 야생 동물의 먹이, 식물 또는 다른 것으로 시작되었을 수 있습니다.
그럼에도 불구하고, 다양한 소화 및 생화학 적 과정은 유기 대사가 세포 대사 경로로 들어가는 단당 당에 영양을 공급하기 위해 섭취하는 모든 물질에서 모든 다중 탄소 분자를 분해했습니다.
포도당이란?
화학적으로 포도당은 육수 설탕, 마녀 포도당의 탄소수 인 "6"의 그리스어 접두사입니다. 분자식은 씨6H12영형6분자량은 몰당 180 그램이다.
포도당은 또한 단당류 즉, 기본 단위가 하나만 포함 된 설탕이거나 단위체. 과당 단당류의 또 다른 예입니다. 자당또는 설탕 (과당과 포도당) 유당 (포도당과 갈락토스) 말토오스 (포도당과 포도당)은 이당류.
포도당에서 탄소, 수소 및 산소 원자의 비율은 1 : 2 : 1입니다. 실제로 모든 탄수화물은 동일한 비율을 나타내며 분자식은 모두 C 형입니다.엔H2n영형엔.
ATP 란 무엇입니까?
ATP는 뉴 클레오 사이드이 경우 아데노신은 3 개의 인산염 기가 붙어있다. 이것은 실제로 그것을 만든다 뉴클레오티드뉴 클레오 시드는 펜 토스 설탕 리보오스 또는 데 옥시 리보스)는 질소 성 염기 (즉, 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민 또는 우라실)와 조합 된 반면, 뉴클레오티드는 하나 이상의 포스페이트 기가 부착 된 뉴 클레오 시드이다. 그러나 용어를 제외하고 ATP에 대해 알아야 할 중요한 점은 아데닌, 리보스 및 3 개의 인산염 (P) 그룹의 사슬을 포함한다는 것입니다.
ATP는 인산화 ATP에서 아데노신 디 포스페이트 (ADP)의 역으로, 반대로 ATP의 말단 포스페이트 결합이 가수 분해, ADP 및 P나는 (무기 인산염) 제품입니다. ATP는이 특별한 분자가 거의 모든 대사 과정에 동력을 공급하는 데 사용되므로 세포의 "에너지 통화"로 간주됩니다.
세포 호흡
세포 호흡 는 진핵 생물 유기체에서 일련의 대사 경로로서 산소가있는 상태에서 포도당을 ATP와 이산화탄소로 전환하여 물을 배출하고 그 과정에서 풍부한 ATP (혈당 분자 당 36 ~ 38 개의 분자)를 생성합니다.
전자 운반체 및 에너지 분자를 제외한 전체 순 반응에 대한 균형 잡힌 화학식은 다음과 같습니다.
씨6H12영형6 + 6O2 → 6 CO2 + 6 시간2영형
세포 호흡은 실제로 다음과 같은 세 가지 뚜렷하고 순차적 인 경로를 포함합니다.
이 단계 중 후자의 두 단계는 산소에 의존하며 함께 구성됩니다 호기성 호흡. 그러나 종종 진핵 생물 대사에 대한 논의에서 당분 해는 산소에 의존하지는 않지만 거의 모든 주요 산물이기 때문에 "호기성 호흡"으로 간주됩니다. 피루 베이트계속해서 다른 두 경로로 들어갑니다.
초기 당분 해
해당 과정에서 포도당은 일련의 10 개의 반응에서 분자 피루 베이트로 변환됩니다. ATP의 두 분자의 순 이득 "전자 캐리어"의 두 분자 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오티드 (NADH). 피루 베이트는 3 개의 탄소 원자에서 포도당 6 개를 가지기 때문에 공정에 들어가는 모든 포도당 분자에 대해 2 개의 피루 베이트 분자가 생성됩니다.
첫 번째 단계에서 포도당은 인산화되어 포도당 -6- 인산 (G6P). 이것은 포스페이트 그룹이 G6P에 음전하를주기 때문에 포도당이 세포막을 통해 표류되지 않고 대사되도록한다. 다음 몇 단계에 걸쳐 분자는 다른 설탕 유도체로 재 배열 된 다음 두 번째로 인산화되어 과당 -1,6- 비스 인산.
이러한 초기 당분 해 단계는 2 개의 ATP의 투자를 필요로하는데, 이는 인산화 반응에서 포스페이트 기의 공급원이기 때문이다.
나중에 당분 해
과당 -1,6- 비스 포스페이트는 각각 자체 포스페이트 그룹을 갖는 2 개의 상이한 3 개의 탄소 분자로 분리된다; 이 중 거의 모든 것이 다른 것으로 빠르게 변환됩니다. 글리 세르 알데히드 -3- 인산 (G3P). 따라서이 시점부터 모든 포도당 "상류"에 대해 두 개의 G3P가 있기 때문에 모든 것이 복제됩니다.
이 시점에서, 산화 된 형태 NAD +로부터 NADH를 생성하는 단계에서 G3P가 인산화되고, 이후의 재 배열 단계에서 2 개의 포스페이트 그룹이 ADP 분자에 제공되어 해당 분해의 최종 탄소 생성물과 함께 2 개의 ATP 분자가 생성된다. 피루 베이트.
이것은 포도당 분자 당 두 번 발생하기 때문에 해당 후반은 그물 2 개의 ATP (공정 초기에 2 개가 필요했기 때문에) 및 2 개의 NADH의 당분 해로부터의 이득.
Krebs Cycle
에서 준비 반응, 해당 과정에서 생성 된 피루 베이트가 세포질에서 미토콘드리아 매트릭스로가는 길을 찾은 후, 그것은 먼저 아세테이트 (CH)로 전환된다3COOH-) 및 CO2 (이 시나리오에서는 폐기물) 다음에 아세틸 코엔자임 A또는 아세틸 CoA. 이 반응에서, NADH가 생성된다. Krebs주기의 단계를 설정합니다.
이 일련의 8 가지 반응은 첫 번째 단계의 반응물 중 하나 때문에 옥 살로 아세테이트, 또한 마지막 단계의 제품입니다. Krebs주기의 작업은 제조업체가 아닌 공급 업체의 작업입니다. 포도당 분자 당 2 개의 ATP 만 생성하지만 6 개의 NADH와 2 개의 FADH를 제공합니다.2, 다른 전자 캐리어 및 NADH의 가까운 친척.
(이는 ATP 1 개, NADH 3 개, FADH 1 개를 의미합니다.2 주기의 회 전당. 해당 작용에 들어가는 모든 포도당에 대해 아세틸 CoA의 두 분자가 Krebs주기에 들어갑니다.)
전자 수송 체인
포도당 기준으로이 시점까지의 에너지 집계는 4 개의 ATP (당화에서 2 개, 크렙스주기에서 2 개), 10 NADH (2 개는 당분 해에서 2 개, 예비 반응에서 2 개, Krebs주기에서 6 개) 및 2 개의 FADH입니다.2 Krebs주기에서. Krebs주기의 탄소 화합물은 상류에서 계속 회전하지만 전자 캐리어는 미토콘드리아 매트릭스에서 미토콘드리아 막으로 이동합니다.
NADH와 FADH2 전자를 방출하면 미토콘드리아 막을 가로 지르는 전기 화학 구배를 만드는 데 사용됩니다. 이 그래디언트는 인산 그룹을 ADP에 부착하여 ATP라는 프로세스에서 ATP를 생성하는 데 사용됩니다. 산화 인산화사슬에서 전자 운반체에서 전자 운반체로 계단식으로 연결된 전자의 최종 수용체는 산소 (O)이기 때문에2).
각 NADH가 3 개의 ATP와 각 FADH를 생성하기 때문에2 산화 적 인산화에서 2 개의 ATP를 생성하며, 이는 혼합물에 (10) (3) + (2) (2) = 34 ATP를 첨가한다. 그러므로 한 분자의 포도당은 최대 38 ATP를 생산할 수 있습니다 진핵 생물에서.