당분 해는 지구상의 생명체들 사이의 보편적 인 과정입니다. 가장 단순한 단세포 박테리아에서 바다에서 가장 큰 고래에 이르기까지 모든 유기체, 보다 구체적으로 각 세포는 6 탄당 분자를 사용합니다. 포도당 에너지 원으로.
당분 해 포도당의 완전한 분해를 향한 초기 단계 역할을하는 10 개의 생화학 반응 세트입니다. 많은 유기체에서 이것은 또한 마지막 단계이므로 유일한 단계입니다.
당분 해는 다음의 세 단계 중 첫 번째 단계입니다. 세포 호흡 분류학 (즉, 생활 분류) 영역 Eukaryota (또는 진핵 생물), 여기에는 동물, 식물, 원생 생물 및 곰팡이가 포함됩니다.
도메인 박테리아와 고세균은 함께 주로 단세포 유기체를 구성합니다. 원핵 생물, 해당 세포는 세포 호흡을 완료 할 수있는 기계가 부족하기 때문에 해당 과정은 마을에서 유일한 대사 쇼입니다.
당분 해: 요약 요약
해당 과정의 개별 단계에 포함 된 완전한 반응은 다음과 같습니다.
씨6H12영형6 + 2 NAD+ + 2 ADP + 2P나는 → 2 채널3(C = O) COOH + 2 ATP + 2 NADH + 4H+ + 2 시간2영형
즉, 포도당, 전자 운반체 인 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오티드, 아데노신 디 포스페이트 및 무기 인산염 (P나는) 결합하여 피루 베이트를 형성하고, 아데노신 삼인산, 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오타이드 및 수소 이온의 환원 된 형태 (전자로 간주 될 수 있음).
이 방정식에는 산소가 나타나지 않습니다. 해당 과정은 O없이 진행될 수 있습니다.2. 해당 과정은 호기성 세그먼트의 필수 전구체이기 때문에 혼란 스러울 수 있습니다. 진핵 생물의 세포 호흡 ( "호기성"는 "산소 포함"을 의미), 종종 호기성으로 잘못 간주됩니다. 방법.
포도당이란?
포도당은 탄수화물입니다. 즉, 그 공식은 모든 탄소와 산소 원자에 대해 두 개의 수소 원자의 비율을 가정합니다.엔H2n영형엔. 그것은 설탕이며, 특히 단당류, 즉 다른 설탕으로 나눌 수 없습니다. 이당류 자당과 갈락토스. 그것은 6 원자 고리 모양을 포함하며 그중 5 원자는 탄소이고 그중 하나는 산소입니다.
포도당은 다음과 같은 고분자로 체내에 저장 될 수 있습니다. 글리코겐, 이는 수소 결합으로 연결된 개별 포도당 분자의 긴 사슬 또는 시트에 지나지 않습니다. 글리코겐 주로 간과 근육에 저장됩니다.
특정 근육을 우선적으로 사용하는 운동 선수 (예: 대퇴사 두근과 종아리에 의존하는 마라톤 선수) 근육) 훈련을 통해 비정상적으로 많은 양의 포도당을 저장하도록 적응하며, 이를 종종 "카보 로딩"이라고합니다.
대사 개요
아데노신 삼인산 (ATP)은 모든 살아있는 세포의 "에너지 통화"입니다. 즉, 음식을 먹고 세포에 들어가기 전에 포도당으로 분해 될 때 포도당 대사의 궁극적 인 목표는 ATP의 합성, 포도당의 결합과 해당 과정에서 분자가 변할 때 방출되는 에너지에 의해 구동되는 과정 과 호기성 호흡 분리되어 있습니다.
이러한 반응을 통해 생성 된 ATP는 신체 운동뿐만 아니라 조직 성장 및 복구와 같은 신체의 기본적인 일상적인 필요에 사용됩니다. 운동 강도가 증가함에 따라 신체는 지방 연소 또는 중성 지방 (산화를 통해 후자의 과정은 분자 당 더 많은 ATP를 생성하기 때문입니다. 연료.
한 눈에 보는 효소
거의 모든 생화학 반응은 다음과 같은 특수 단백질 분자의 도움에 의존합니다. 효소 계속하려면.
효소는 촉매, 즉, 반응에서 자체적으로 변경되지 않고 반응 속도를 (때로는 백만 배 이상) 가속화합니다. 그들은 일반적으로 그들이 작용하고 끝에 "-ase"를 가지고있는 분자의 이름을 따서 명명됩니다. 예를 들어 "phosphoglucose isomerase"는 포도당 -6- 인산의 원자를 과당 -6- 인산으로 재 배열합니다.
(이성체는 원자는 같지만 구조가 다른 화합물로, 단어 세계의 철자법과 유사합니다.)
대부분 효소 인간 반응에서는 "일대일"규칙을 따르며, 이는 각 효소가 특정 반응을 촉매하고 반대로 각 반응은 하나의 효소에 의해서만 촉매 될 수 있음을 의미합니다. 이러한 수준의 특이성은 세포가 반응 속도를 엄격하게 조절하는 데 도움이되며, 확장하면 언제든지 세포에서 생산되는 다양한 생성물의 양을 조절할 수 있습니다.
초기 당분 해: 투자 단계
포도당이 세포에 들어갈 때 가장 먼저 일어나는 일은 인산화되는 것입니다. 즉, 인산 분자가 포도당의 탄소 중 하나에 부착됩니다. 이것은 분자에 음전하를 부여하여 효과적으로 세포에 포획합니다. 이 포도당 -6- 인산 그런 다음 위에서 설명한대로 이성 질화됩니다. 과당 -6- 인산염, 그런 다음 또 다른 인산화 단계를 거쳐 과당 -1,6-이 인산.
각 인산화 단계는 ATP에서 인산염을 제거하여 아데노신 디 포스페이트 (ADP) 뒤에. 이는 해당 과정의 목적이 세포 사용을위한 ATP를 생산하는 것이지만, 순환에 들어가는 포도당 분자 당 2 ATP의 "시작 비용"을 포함한다는 것을 의미합니다.
그런 다음 과당 -1,6- 비스 포스페이트는 각각 자체 인산염이 부착 된 두 개의 탄소 3 개 분자로 분리됩니다. 이 중 하나는 디 히드 록시 아세톤 포스페이트 (DHAP)은 짧은 시간에 다른 것으로 빠르게 변형되어 글리 세르 알데히드 -3- 인산염. 따라서이 시점부터 나열된 모든 반응은 실제로 해당 과정에 들어가는 모든 포도당 분자에 대해 두 번 발생합니다.
이후의 당분 해: 보수 단계
Glyceraldehyde-3-phosphate는 1,3- 디포 스포 글리세 레이트 분자에 인산염을 첨가함으로써. 이 인산염은 ATP에서 파생되는 것이 아니라 자유 또는 무기 (즉, 탄소에 대한 결합이없는) 인산염으로 존재합니다. 동시에 NAD+ NADH로 변환됩니다.
다음 단계에서 두 개의 인산염은 일련의 탄소 3 개 분자에서 제거되고 ADP에 추가되어 ATP를 생성합니다. 이것은 원래 포도당 분자 당 두 번 발생하기 때문에이 "보상"단계에서 총 4 개의 ATP가 생성됩니다. "투자"단계에는 2 ATP의 입력이 필요하기 때문에 포도당 분자 당 ATP의 전체 이득은 2 ATP입니다.
참고로 1,3-diphosphoglycerate 후 반응 분자는 3- 포스 포 글리세 레이트, 3- 포스 포 글리세 레이트, 포스 포에 놀 피루 베이트 그리고 마지막으로 피루 베이트.
피루 베이트의 운명
진핵 생물에서 피루 베이트는 호기성 호흡이 진행될 수 있도록 충분한 산소가 존재하는지 여부에 따라 두 개의 당분 해 후 경로 중 하나로 진행할 수 있습니다. 그럴 경우 일반적으로 부모 유기체가 휴식을 취하거나 가볍게 운동하는 경우입니다. 피루 베이트는 해당 작용이 일어나는 세포질에서 소기관 ( "작은 기관")으로 이동합니다. 전화 미토콘드리아.
만약 세포가 원핵 생물이나 매우 열심히 일하는 진핵 생물에 속한다면 (예를 들어, 반 마일을 달리거나 강렬하게 역기를 드는 인간) 피루 베이트는 젖산으로 전환됩니다. 대부분의 세포에서 젖산 자체는 연료로 사용할 수 없지만이 반응은 NAD를 생성합니다.+ NADH로부터 중요한 NAD 공급원을 공급함으로써 해당 과정이 "상류"를 계속할 수 있도록합니다.+.
이 프로세스는 젖산 발효.
각주: 호기성 호흡 요약
미토콘드리아에서 일어나는 세포 호흡의 호기성 단계를 크렙스 사이클 그리고 전자 수송 사슬,이 순서대로 발생합니다. 그만큼 크렙스 사이클 (종종 구연산 회로 또는 트리 카르 복실 산 회로라고 함)는 미토콘드리아의 한가운데에서 펼쳐지는 반면 전자 수송 사슬 세포질과의 경계를 형성하는 미토콘드리아의 막에서 발생합니다.
해당 과정을 포함한 세포 호흡의 순 반응은 다음과 같습니다.
씨6H12영형6 + 6O2 → 6 CO2 + 6 시간2O + 38 ATP
크렙스 회로는 2 개의 ATP를 추가하고 전자 수송 사슬은 3 개의 대사 과정에서 완전히 소비 된 (2 + 2 + 34) 포도당 분자 당 총 38 개의 ATP에 대해 무려 34 개의 ATP를 추가합니다.