단백질, 지방도 비슷
* 포도당의 산화
# 해당과정
D-글루코스 (ATP)->(헥소카이네이스) D-6인산-글루코스 -> 6인산-프럭토스 (ATP)->(포스포프럭토카이네이스-1; PFK-1) 1,6양인산-프럭토스 -> 다이하이드록시아세톤; DHAP(->PGAL), 3인산글리세르알데히드; PGAL (무기 인산, NAD)-> 1,3양인산-글리세르산; 1,3-BPG, NADH+H -> 3인산-글리세르산; 3-PGA, (ATP) -> 인산에놀피루브산; PEP ->(피루브산 카이네이스) 피루브산, (ATP)
input : 글루코스, 2ATP; output : NADH+H, 4ATP, 피루브산 2개
# 해당과정에서 나온 NADH+H의 산화
뇌/근육 : $$FADH_2$$로 바꾼 다음 "글리세롤-3인산 셔틀"에 태워서 미토콘드리아 기질에 보냄
나머지 : NADH 그대로 "말산-아스파르트산 셔틀"에 태워서 미토콘드리아 기질에 보냄
/* 정확하진 않은데 그 뭐였지 아 맞어 미토콘드리아 외막은 그냥 통과하고 내막을 셔틀이 통과하게 해주는 걸로 알고 있음. 아니 근데 그럼 FADH는 숙신산 디하이드로제네이스가 전자전달계 2번 복합체로 알고 있는데 여기를 안거치고 바로 유비퀴논(코엔자임 Q10)한테 전자, 양성자 넘기는 건가 */
# TCA 회로
피루브산(3C) (NAD, CoA-SH(바이타민 B5))->(피루브산 디하이드로제네이스(바이타민 B1이 조효소)) 아세틸-CoA(2C), (NADH, CO2) + 옥살로 아세트산(4C) -> 시트르산(6C) -> 이소시트르산(6C) (NAD)-> 알파케토글루타르산(5C), (NADH, CO2) (NAD, CoA-SH)-> 숙시닐-CoA(4C), (NADH, CO2) -> 숙신산(4C), (GTP(->ATP)) (FAD)->(숙신산 디하이드로제네이스) 푸마르산(4C), (FADH) -> 말산(4C) (NAD)-> 옥살로 아세트산(4C), (NADH)
input : 피루브산; output : 1ATP, NADH+H 4개, FADH_2 1개
진짜 피루브산 탄소가 모두 산화되는건 아니지만 옥살로 아세트산의 탄소 2개가 산화되면서 간접적으로 피루브산의 탄소 개수(3개)만큼이 산화됨
cf) 숙신산 디하이드로제네이스는 내막에 박혀있는 내재성 단백질임
# 전자 전달계
- NADH+H 처리법 : 복합체 1번{FMN -> Fe-S ptn, (2H^+)} (2H^+)-> 유비퀴논(CoQ) -> 복합체 3번{시토크롬b -> Fe-S ptn, (2H^+)} -> 시토크롬c -> 복합체 4번{시트크롬a) -> 1/2O_2 + 2H^+
수소농도기울기 생성 : 복합체 1번(4) + 유비퀴논(2) + 복합체 3번(2) + 복합체 4번(2) = 10
- FADH_2 처리법 : 복합체 2번(숙신산 디하이드로제네이스) -> 유비퀴논 -> 복합체 3번 -> 시토크롬c -> 복합체 4번 -> 1/2O_2 + 2H^+
수소농도기울기 생성 : 복합체 2번(2) + 복합체 3번(2) + 복합체 4번(2) = 6
# 수소농도기울기의 활용
- 산화적 인산화
- 피루브산 수송
- 써모제닌(짝풀림 단백질)으로 열 발생 : 갈색지방세포에 있음
# 산화적 인산화(화학삼투 인산화) : FOF1 복합체로 물레방아를 돌리자
수소농도기울기 4개 당 1ATP 만들어냄
NADH+H : 2.5ATP
FADH_2 : 1.5ATP
# 전자 전달계의 저해제
- 일산화탄소, 시안화물 : 복합체 4번의 시토크롬a가 전자를 산소, 양성자한테 못 넘기게 함
(파이프라인의 한 스테이지만 막혀도 전자전달계가 안돌아감)
- 로테논 : 복합체 1번의 Fe-S ptn이 전자를 유비퀴논에게 못 넘기게 함
- 올리고마이신 : FOF1 복합체의 F0 부분에 붙어서 ATP합성 못하게 막음
(ATP합성 못하게 막으면 수소농도기울기가 계속 올라가고 그러다 어느 정도를 넘으면 더 이상 전자전달계가 작동을 하지 않음)
- DNP(짝풀림 저해제) : 내막에서 있어서 기질안으로 양성자를 옮기는 작용을 함
(열이 발생하고 전자전달계가 더 활성화됨)
* 지질의 산화
1. 백색지방세포에 있는 **중성지방**이 분해되서 지방산이 나오면 그게 혈액에 있는 알부민 단백질에 실려서 필요한 세포로 옮겨짐
2. 세포질에서 지방산에 CoA-SH(바이타민B5)가 붙고 미토콘드리아 기질로 들어감
3. 베타산화 7번(한번 당 NADH+H, FADH_2, 아세틸-CoA 생성) 진행, 아세틸-CoA는 총 8개 생성됨
cf) 뇌는 포도당만 쓰기 때문에 바이타민 B1이 없으면 죽음
input : 중성지방 1개; output : NADH 7개, FADH 7개, 아세틸-CoA 8개 = 108ATP
* 단백질의 산화
단백질로 에너지를 얻는 일은 잘 없는데 과잉섭취하거나 에너지가 고갈되면 분해시킴
아미노산의 종류에 따라 대사 경로가 다른데 아미노기가 암모니아로 배출되고 각각이 TCA 회로의 일부분으로 변환된다는 공통점이 있음
# 암모니아의 배출
- 수생생물(물고기) : 그냥 체외로 배출
- 포유류 등 : 요소(무독성)로 변환해서 오줌으로 배출
- 조류, 곤충, 파충류 : 요산(무독성)으로 변환해서 똥으로 배출
* 포도당의 신생합성
뇌는 포도당만 쓰기 때문에 포도당이 떨어지면 합성을 해야됨
우선 간에서 글리코겐 분해해서 포도당 얻음 -> 간, 신장(일부)에서 전구 물질들을 이용해서 포도당을 신생합성함
대체적으로 해당과정을 거꾸로 돌린 느낌인데 비가역 과정에 관여하는 효소(헥소, PFK-1, 피루브산)는 따로 존재함
당연하게도 해당과정에서 나오는 에너지보다 더 투입해야됨
* 발효 : 산소가 없어서 NADH를 산화시킬 수 없을 때 일어남
# 젖산 발효 : 근육에 산소가 떨어지면 일어남, 젖산이 쌓이면 아픔, 효율 낮아서 해당과정, 글리코겐 분해 속도 증가함
피루브산 (NADH)->(피루브산 디하이드로제네이스) 젖산, (NAD)
# 알코올 발효 : 효모(조건 혐기성 생물)가 산소없을 때 사용함, 효율이 낮기 때문에 성장 속도 떨어짐
피루브산 ->(피루브산 디카복실레이스) 아세트알데히드, CO2 (NADH)->(알코올 디하이드로제네이스) 에탄올, (NAD)
* 세포호흡의 종류
- 유산소 호흡
- 무산소 호흡
- 무산소 호흡 : 전자전달계 마지막에 산소말고 S, SO4, NO3한테 전자를 넘김
- 발효
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