신체의 세포는 포도당을 분해하거나 대사하여 필요한 에너지를 만들 수 있습니다. 그러나 단순히이 에너지를 열로 방출하는 것이 아니라 세포는이 에너지를 아데노신 삼인산 또는 ATP 형태로 저장합니다. ATP는 세포의 요구를 충족시키기 위해 편리한 형태로 사용할 수있는 일종의 에너지 통화 역할을합니다.
전체 화학 방정식
포도당의 분해는 화학 반응이므로 다음 화학 방정식을 사용하여 설명 할 수 있습니다. C6H12O6 + 6 O2-> 6 CO2 + 6 H2O, 여기서 포도당의 각 몰에 대해 2870 킬로 줄의 에너지가 방출됩니다. 신진 대사. 이 방정식은 전체 프로세스를 설명하지만 실제로 일어나는 일에 대한 모든 세부 사항을 숨겨주기 때문에 단순성은 기만적입니다. 포도당은 한 단계로 대사되지 않습니다. 대신 세포는 일련의 작은 단계로 포도당을 분해하고 각 단계는 에너지를 방출합니다. 이들에 대한 화학 방정식은 다음과 같습니다.
당분 해
포도당 대사의 첫 번째 단계는 포도당 분자가 다음과 같은 10 단계 과정 인 해당 과정입니다. 용해되거나 두 개의 세 탄소 당으로 분할 된 다음 화학적으로 변형되어 두 개의 분자를 형성합니다. 피루 베이트. 해당 과정에 대한 순 방정식은 다음과 같습니다. C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD +-> 2 pyruvate + 2 ATP + 2 NADH, 여기서 C6H12O6은 포도당, [P] i는 인산염 기, NAD + 및 NADH는 전자 수용체 / 담체이며 ADP는 아데노신입니다. 이 인산염. 다시 말하지만, 이 방정식은 전체적인 그림을 제공하지만 많은 더러운 세부 사항을 숨 깁니다. 해당 과정은 10 단계 과정이므로 각 단계는 별도의 화학 방정식을 사용하여 설명 할 수 있습니다.
구연산 회로
포도당 대사의 다음 단계는 구연산 회로 (크렙스 회로 또는 트리 카르 복실 산 회로라고도 함)입니다. 해당 과정에 의해 형성된 피루 베이트의 두 분자는 각각 아세틸 CoA라는 화합물로 변환됩니다. 8 단계 과정을 통해 구연산 순환에 대한 순 화학 방정식을 작성할 수 있습니다. 다음과 같이: 아세틸 CoA + 3 NAD + + Q + GDP + [P] i + 2 H2O-> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. 관련된 모든 단계에 대한 자세한 설명은이 기사의 범위를 벗어납니다. 그러나 기본적으로 구연산 회로는 두 개의 전자 운반 분자 인 NADH 및 FADH2에 전자를 제공하고, 이 분자는 이러한 전자를 다른 프로세스에 제공 할 수 있습니다. 또한 세포에서 ATP와 유사한 기능을하는 GTP라는 분자를 생성합니다.
산화 적 인산화
포도당 대사의 마지막 주요 단계에서 구연산 회로 (NADH 및 FADH2)의 전자 운반 분자가 기증합니다. 그들의 전자는 세포의 미토콘드리아 막에 박혀있는 단백질 사슬 인 전자 수송 사슬로 연결됩니다. 미토콘드리아는 포도당 대사와 에너지 생성에 중요한 역할을하는 중요한 구조입니다. 전자 수송 사슬은 ADP에서 ATP 합성을 유도하는 프로세스를 구동합니다.
효과
포도당 대사의 전반적인 결과는 인상적입니다. 포도당의 각 분자에 대해 세포는 38 개의 ATP 분자를 만들 수 있습니다. ATP를 합성하는 데 몰당 30.5 킬로 줄이 필요하기 때문에 세포는 포도당을 분해하여 방출되는 에너지의 40 %를 성공적으로 저장합니다. 나머지 60 %는 열로 손실됩니다. 이 열은 체온을 유지하는 데 도움이됩니다. 40 %는 낮은 수치처럼 들릴 수 있지만 인간이 설계 한 많은 기계보다 훨씬 효율적입니다. 예를 들어, 최고의 자동차조차도 가솔린에 저장된 에너지의 1/4 만 자동차를 움직이는 에너지로 변환 할 수 있습니다.