20-3포도당(glucose) 1분자가 완전히 산화될 때 각 단계에서 … | 2020년 식품안전기사실기(필답형) 3회차 기출문제 상세 페이지

(1) ATP 2분자, NADH 2분자

(2) NADH 2분자

(3) ATP 2분자, NADH 6분자, $\mathrm{FADH_2}$ 2분자

[해설]

(1) 해당과정(glycolysis) — 포도당 1분자가 피루브산 2분자로 쪼개지는 과정이다. 앞부분의 인산화에서 ATP 2분자를 쓰고 뒷부분에서 4분자를 만들므로 순 ATP는 4 − 2 = 2분자이다. 글리세르알데하이드-3-인산이 산화되는 단계에서 NADH 2분자가 나온다(삼탄당 2개분).

$\mathrm{C_6H_{12}O_6 + 2NAD^+ + 2ADP + 2P_i \rightarrow 2C_3H_4O_3 + 2NADH + 2H^+ + 2ATP + 2H_2O}$

(2) 피루브산의 산화적 탈탄산 — 피루브산 탈수소효소 복합체가 피루브산 1분자를 아세틸-CoA로 바꾸면서 이산화탄소 1분자와 NADH 1분자를 낸다. 포도당 1분자에서 피루브산이 2분자 나왔으므로 NADH 2분자이다.

(3) TCA 회로 — 아세틸-CoA 1분자가 한 바퀴 돌 때 NADH 3분자, $\mathrm{FADH_2}$ 1분자, GTP(ATP에 상당) 1분자가 생긴다. 아세틸-CoA가 2분자이므로 NADH 6분자, $\mathrm{FADH_2}$ 2분자, ATP 2분자가 된다.

합치면 포도당 1분자당 기질수준 인산화로 ATP 4분자, 환원조효소로 NADH 10분자와 $\mathrm{FADH_2}$ 2분자를 얻는다. 이 환원조효소가 전자전달계로 넘어가 산화적 인산화를 거치면서 대부분의 ATP가 만들어진다.

문제가 묻는 것은 각 단계에서 직접 생성되는 분자의 수이지 최종 ATP 수율이 아니다. NADH·$\mathrm{FADH_2}$를 ATP로 환산한 총수율은 교재에 따라 38 또는 32로 갈리는데, 이는 NADH 1분자를 ATP 3분자로 보느냐 2.5분자로 보느냐, 세포질의 NADH를 미토콘드리아로 옮기는 셔틀에서 손실을 어떻게 잡느냐에 따른 차이다. 이 문제에서는 환산하지 말고 개수를 그대로 답한다.