탄수화물의 대사 과정 Ⅰ

탄수화물은 주로 포도당 형태로 세포 내로 이동합니다. 단당류인 포도당의 대사 과정에 대해 살펴보겠습니다.

 

01. 포도당 대사

포도당의 대사과정에는 해당 과정(glycolysis), TCA 회로(tricarboxylic acid cycle), 펜토오스 인산 경로(pentose phosphate pathway), 글루크론산 회로(glucuronic acid cycle) 등이 있습니다.

포도당 대사의 중심 경로인 해당 과정은 세포 내 세포질의 가용성 부분에서 일어나며 10단계의 과정을 거처 포도당은 피루브산(pyruvic acid)이 됩니다.

이 피루브산은 호기적 상태(산소가 충분한 상태)에서는 미토콘드리아 막을 거쳐 아세틸 CoA로 되어 TCA 회로로 들어가 대사 됩니다.

혐기적 상태(산소가 부족한 상태)의 조건에서는 TCA 회로를 통한 대사가 원활하지 못해 젖산으로 환원됩니다. 미생물에서는 혐기적 조건에서 알코올 발효가 일어나는데 이스트 발효에서 이 과정을 살펴볼 수 있습니다.

해당 과정을 거치는 동안 포도당 1분자당 2분자의 ATP가 사용되고 4분자의 ATP가 생성되어 최종 ATP 2분자와 NADH 2분자가 생성됩니다.

포도당 + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi → 2피루브산 + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O

TCA 회로 안에서는 호기적 해당 과정에서 생긴 피루브산이 미토콘드리아막 안으로 들어가 아세틸 CoA로 산화됩니다. 이는 옥살로아세트산과 함께 시트르산을 생성하게 됩니다.

TCA 회로를 통해 NADH 3분자, FADH2 1분자, GTP 1분자를 생성하게 되고 NADH와 FADH2는 최종 에너지 생성 단계인 전자 전달계에서 각각 2ATP(FADH2), 또는 3ATP(NADH)를 생성하게 됩니다.

결국 포도당 1분자는 해당과정, TCA회로, 전달전달계를 거치면서 36개 또는 38개의 ATP를 생성하게 됩니다.

포도당은 해당 과정 외에 펜토오스 인산 경로, 글루쿠론산 회로를 통해 대사가 되기도 합니다. 펜토오스 인산경로는 주로 지방합성이 활발하게 일어나는 피하조직에서 일어나며 지방산 합성에 필요한 NADPH를 생성합니다.

글루크론산 회로를 통해 포도당으로부터 생성된 글루크론산은 간에서 해독작용에 관여하게 됩니다.

'탄수화물 대사과정 Ⅱ'에서 [02.포도당 신생합성 과정, 03.글리코겐 합성과 분해]에 대해 알아보겠습니다.

2023.01.24 - [건강] - 탄수화물의 체내 기능