ATP를 만들기 위해 포도당을 대사하는 방법

6 탄당 인 포도당은 모든 생명체에 동력을 공급하는 방정식의 기본 "입력"입니다. 외부로부터의 에너지는 어떤 의미에서 세포를위한 에너지로 변환됩니다. 가장 친한 친구부터 가장 낮은 박테리아에 이르기까지 살아있는 모든 유기체에는 뿌리 대사 수준에서 연료로 포도당을 태우는 세포가 있습니다.

유기체는 세포가 포도당에서 에너지를 추출 할 수있는 정도가 다릅니다. 모든 세포에서이 에너지는 아데노신 삼인산 (ATP).

따라서 한 가지 모든 살아있는 세포는 공통적으로 포도당을 대사하여 ATP를 만듭니다. 세포에 들어가는 주어진 포도당 분자는 스테이크 저녁 식사, 야생 동물의 먹이, 식물 물질 또는 다른 것으로 시작될 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 다양한 소화 및 생화학 과정이 모든 다중 탄소 분자를 분해했습니다. 유기체가 세포 대사에 들어가는 단당류에 영양을 공급하기 위해 섭취하는 모든 물질 경로.

화학적으로 포도당 이다 육당 설탕, 마녀 포도당의 탄소 원자 수인 "6"의 그리스어 접두사입니다. 분자식은 씨₆H₁₂영형₆, 몰당 180g의 분자량을 제공합니다.

포도당은 또한 단당류 그것은 단 하나의 기본 단위를 포함하는 설탕입니다. 단위체.과당 단당류의 또 다른 예입니다. 자당, 또는 식당 (과당 + 포도당), 유당 (포도당 + 갈락토스) 및 말토오스 (포도당 + 포도당)은 이당류.

포도당에서 탄소, 수소 및 산소 원자의 비율은 1: 2: 1입니다. 사실 모든 탄수화물은 동일한 비율을 나타내며 분자식은 모두 C 형태입니다._엔H_2n영형_엔.

ATP는 뉴 클레오 사이드,이 경우에는 3 개의 인산기가 부착 된 아데노신. 이것은 실제로 그것을 만듭니다 뉴클레오타이드, 뉴 클레오 사이드는 오탄당 설탕 (하나 리보스 또는 데 옥시 리보스) 질소 염기 (즉, 아데닌, 시토신, 구아닌, 티민 또는 우라실)와 결합 된 반면, 뉴클레오타이드는 하나 이상의 인산기가 부착 된 뉴 클레오 사이드입니다. 하지만 용어를 제쳐두고 알아야 할 중요한 것은 ATP 아데닌, 리보스 및 세 개의 인산염 (P) 그룹 사슬을 포함하고 있다는 것입니다.

ATP는 인산화 의 아데노신이 인산 (ADP), 반대로 ATP의 말단 인산염 결합이 가수 분해, ADP 및 P_나는 (무기 인산염) 제품입니다. ATP는이 특별한 분자가 거의 모든 대사 과정에 동력을 공급하는 데 사용되기 때문에 세포의 "에너지 통화"로 간주됩니다.

세포 호흡 진핵 유기체에서 존재하는 상태에서 포도당을 ATP와 이산화탄소로 전환하는 대사 경로의 집합입니다. 물을 방출하고 풍부한 ATP (투자 된 포도당 분자 당 36 ~ 38 개 분자)를 생성합니다. 방법.

전자 운반체와 에너지 분자를 제외한 전체 순 반응에 대한 균형 잡힌 화학식은 다음과 같습니다.

씨₆H₁₂영형₆ + 6O₂ → 6 CO₂ + 6 시간₂영형

세포 호흡에는 실제로 세 가지 별개의 순차적 경로가 포함됩니다.

• 당분 해이는 모든 세포에서 발생하고 세포질에서 발생하며 항상 포도당 대사의 첫 번째 단계입니다 (그리고 대부분의 원핵 생물에서도 마지막 단계).
  
• 그만큼 크렙스 사이클, 미토콘드리아 기질에서 펼쳐지는 트리 카르 복실 산 (TCA) 회로 또는 구연산 회로라고도합니다.
• 그만큼 전자 수송 사슬, 이것은 내부 미토콘드리아 막에서 발생하며 세포 호흡에서 생성되는 대부분의 ATP를 생성합니다.

마지막 두 단계는 산소 의존적이며 함께 구성됩니다. 호기성 호흡. 그러나 종종 진핵 대사에 대한 논의에서 해당 과정은 산소에 의존하지 않지만 일부로 간주됩니다.호기성 호흡"거의 모든 주요 제품이 피루 베이트, 계속해서 다른 두 경로로 들어갑니다.

해당 과정에서 포도당은 일련의 10 개의 반응을 통해 분자 피루브산으로 전환됩니다. ATP 두 분자의 순 이득 그리고 "전자 운반체"의 두 분자 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오타이드 (NADH). 공정에 들어가는 모든 포도당 분자에 대해 두 분자의 피루 베이트가 생성됩니다.

첫 번째 단계에서 포도당은 인산화되어 포도당 -6- 인산 (G6P). 이것은 포도당을 통해 다시 표류하지 않고 대사되도록합니다. 세포막, 인산기가 G6P에 음전하를주기 때문입니다. 다음 몇 단계에 걸쳐 분자는 다른 당 유도체로 재 배열 된 다음 두 번째로 인산화되어 과당 -1,6-이 인산.

이러한 초기 단계의 해당 과정은 인산화 반응에서 인산기의 공급원이기 때문에 두 개의 ATP를 투자해야합니다.

fructose-1,6-bisphosphate는 두 개의 서로 다른 3 개의 탄소 분자로 분리되며, 각각은 자체 인산염 그룹을 가지고 있습니다. 이들 중 거의 모두가 빠르게 다른 것으로 전환됩니다. 글리 세르 알데히드 -3- 인산염 (G3P). 따라서이 시점부터 모든 포도당 "상류"에 대해 두 개의 G3P가 있기 때문에 모든 것이 복제됩니다.

이 시점에서 G3P는 산화 된 형태의 NAD +에서 NADH를 생성하는 단계에서 인산화되고 두 개의 인산염 그룹은 해당 과정의 최종 탄소 생성물과 함께 2 개의 ATP 분자를 생성하기 위해 후속 재 배열 단계에서 ADP 분자까지 주어지며, 피루 베이트.

이것은 포도당 분자 당 두 번 발생하기 때문에 해당 과정의 후반부는 a에 대해 4 개의 ATP를 생성합니다. 그물 2 개의 ATP (공정 초기에 2 개가 필요했기 때문에)와 2 개의 NADH의 해당 과정에서 얻는다.

에서 준비 반응, 해당 과정에서 생성 된 피루 베이트가 세포질에서 미토콘드리아 기질로가는 길을 찾은 후 먼저 아세테이트 (CH₃COOH-) 및 CO₂ (이 시나리오에서는 폐기물) 다음으로 불리는 화합물로 아세틸 코엔자임 A, 또는 아세틸 CoA. 이 반응에서 NADH가 생성됩니다. 이것은 크렙스 사이클의 무대를 설정합니다.

이 일련의 8 개 반응은 첫 번째 단계의 반응물 중 하나가 옥 살로 아세테이트, 또한 마지막 단계의 제품입니다. Krebs주기의 역할은 제조업체가 아닌 공급자의 역할입니다. 포도당 분자 당 2 개의 ATP 만 생성하지만 6 개의 NADH와 2 개의 FADH에 기여합니다.₂, 또 다른 전자 운반체 및 NADH의 가까운 친척.

(이것은 ATP 1 개, NADH 3 개 및 FADH 1 개를 의미합니다.₂사이클 턴당. 해당 과정에 들어가는 모든 포도당에 대해 두 분자의 아세틸 CoA가 크렙스 회로에 들어갑니다.)

포도당 기준으로이 시점까지의 에너지 집계는 4 개의 ATP (해당 분해에서 2 개, 크렙스에서 2 개)입니다. 주기), 10 NADH (해당 분해에서 2 개, 준비 반응에서 2 개, 크렙스주기에서 6 개) 및 2 개 FADH₂ 크렙스 사이클에서. 크렙스 회로의 탄소 화합물이 상류에서 계속 회전하는 동안 전자 운반체는 미토콘드리아 매트릭스에서 미토콘드리아 막.

NADH 및 FADH₂ 전자를 방출하면 미토콘드리아 막을 가로 질러 전기 화학적 구배를 만드는 데 사용됩니다. 이 기울기는 ADP에 인산염 그룹을 부착하여 ATP를 생성하는 데 사용됩니다. 산화 적 인산화, 체인에서 전자 운반체에서 전자 운반체로 계단식으로 연결된 전자의 궁극적 인 수용체가 산소 (O₂).

각 NADH는 3 개의 ATP와 각 FADH를 생성하기 때문에₂ 산화 적 인산화에서 2 개의 ATP를 생성하며, 이것은 혼합물에 (10) (3) + (2) (2) = 34 ATP를 추가합니다. 그러므로 포도당 한 분자는 최대 38 ATP를 생성 할 수 있습니다. 에 진핵 생물.