4.4: 해당과정(Glycolysis): Pay-off Phase

지금까지 해당작용은 세포에 두 개의 ATP 분자를 희생시키고 두 개의 작은 3탄당 설탕 분자를 생성했습니다. 이 분자는 경로의 후반부를 통해 진행되며, 초기 투자로 사용된 두 개의 ATP 분자를 상환하고 두 개의 추가 ATP 분자와 두 개의 더 높은 에너지의 NADH 분자로 구성된 세포에 이익을 창출하기에 충분한 에너지가 추출됩니다.

1 – 5 단계 : 해당과정 준비 단계

해당과정의 첫 번째 단계는 포도당이 두 개의 3탄당 분자로 분해되는 5단계로 구성됩니다. 회수 단계의 다음 5단계에서, 이 탄소 분자는 ATP와 NADH를 생성하기 위해 추가로 대사됩니다.

6 단계. 해당과정의 여섯 번째 단계는 설탕(글리세르알데히드 3-인산염)을 산화시켜 고에너지 전자를 추출하고, 이 전자는 전자 운반체 NAD+에 의해 흡수되어 NADH를 생성합니다. 그런 다음 설탕은 두 번째 인산기를 첨가하여 인산화되어 1,3-비스포스포글리세레이트를 생성합니다. 두 번째 인산기는 다른 ATP 분자를 필요로 하지 않습니다.

다시 말하지만, 이 경로에 대한 잠재적인 제한 요인이 있습니다. 반응의 지속은 전자 운반체의 산화된 형태인 NAD+의 가용성에 달려 있습니다. 따라서 이 단계를 계속 진행하려면 NADH를 NAD+로 지속적으로 다시 산화해야 합니다. NAD+를 사용할 수 없는 경우 해당과정의 후반부는 느려지거나 멈춥니다. 시스템에서 산소를 사용할 수 있는 경우 NADH는 간접적이지만 쉽게 산화되고 이 과정에서 방출된 수소의 고에너지 전자는 ATP를 생성하는 데 사용됩니다. 산소가 없는 환경에서는 대체 경로(발효)를 통해 NADH를 NAD+로 산화시킬 수 있습니다.

7 단계. 포스포글리세레이트 키나아제(phosphoglycerate kinase)에 의해 촉매되는 일곱 번째 단계에서 1,3-비스포스포글리세레이트는 고에너지 인산염을 ADP에 공여하여 ATP 분자 하나를 형성합니다. (이것은 기질 수준의 인산화의 예입니다.) 1,3-비스포스포글리세레이트의 카르보닐기가 카르복실기로 산화되고 3-포스포글리세레이트가 형성됩니다.

8 단계. 여덟 번째 단계에서 3-포스포글리세레이트에 남아 있는 인산기는 세 번째 탄소에서 두 번째 탄소로 이동하여 2-포스포글리세레이트(3-포스포글리세레이트의 이성질체)를 생성합니다. 이 단계를 촉매하는 효소는 돌연변이효소(이성머라제)입니다.

9 단계. Enolase는 9번째 단계를 촉매합니다. 이 효소는 2-포스포글리세레이트가 그 구조에서 수분을 잃게 합니다. 이것은 탈수 반응으로, 남아 있는 인산염 결합의 위치 에너지를 증가시키고 포스포에놀피루베이트(PEP)를 생성하는 이중 결합을 형성합니다.

10 단계. 해당과정의 마지막 단계는 효소 피루브산 키나아제(이 경우 효소는 피루브산이 PEP로 전환되는 역반응의 이름을 따서 명명됨)에 의해 촉매되고 기질 수준의 인산화와 화합물 피루브산(또는 그 염 형태, 피루브산)에 의해 두 번째 ATP 분자가 생성됩니다. 효소 경로에 있는 많은 효소는 효소가 순방향 및 역방향 반응을 모두 촉매할 수 있기 때문에 역반응의 이름을 따서 명명되었습니다(이는 처음에는 비생리학적 조건에서 체외에서 발생하는 역반응에 의해 설명되었을 수 있음).

이 텍스트는 Openstax, Biology 2e, Section 7.2: Glycolysis에서 발췌한