17-2포도당 1분자가 피루브산이 되기까지의 해당과정(EMP 경로) 전… | 2017년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 상세 페이지

포도당 → 포도당-6-인산 → 과당-6-인산 → 과당-1,6-이인산 → 다이하이드록시아세톤인산 · 글리세르알데하이드-3-인산 → 1,3-이인산글리세르산 → 3-인산글리세르산 → 2-인산글리세르산 → 인산엔올피루브산 → 피루브산

[드나드는 물질]

· 포도당 → 포도당-6-인산 : $\mathrm{ATP} \rightarrow \mathrm{ADP}$

· 과당-6-인산 → 과당-1,6-이인산 : $\mathrm{ATP} \rightarrow \mathrm{ADP}$

· 글리세르알데하이드-3-인산 → 1,3-이인산글리세르산 : $2\,\mathrm{NAD^+} + 2\,\mathrm{P_i} \rightarrow 2\,\mathrm{NADH} + 2\,\mathrm{H^+}$

· 1,3-이인산글리세르산 → 3-인산글리세르산 : $2\,\mathrm{ADP} \rightarrow 2\,\mathrm{ATP}$

· 2-인산글리세르산 → 인산엔올피루브산 : $2\,\mathrm{H_2O}$ 이탈

· 인산엔올피루브산 → 피루브산 : $2\,\mathrm{ADP} \rightarrow 2\,\mathrm{ATP}$

[해설]

해당과정은 세포질에서 산소 없이 진행되는 포도당 분해 경로로, 흐름을 세 토막으로 끊어 보면 외우기 쉽다.

① 투자기(포도당 → 과당-1,6-이인산) — 포도당에 인산기를 두 번 붙이면서 ATP를 2분자 소모한다. 인산기를 붙이는 이유는 두 가지다. 음전하를 띠게 해 세포 밖으로 빠져나가지 못하게 하고, 분자를 불안정하게 만들어 다음 단계에서 쪼개지기 쉽게 한다.

② 분해기(과당-1,6-이인산 → 3탄당인산 2분자) — 탄소 6개짜리 분자가 탄소 3개짜리 두 조각으로 갈라진다. 이때 생기는 것이 다이하이드록시아세톤인산(DHAP)과 글리세르알데하이드-3-인산(GAP)이며, DHAP는 곧바로 GAP로 이성질화되므로 결국 포도당 1분자당 GAP 2분자가 다음 단계로 넘어간다.

③ 회수기(3탄당인산 → 피루브산) — 산화·탈수 과정에서 NADH 2분자가 만들어지고, 기질수준 인산화가 두 번 일어나 ATP 4분자가 생긴다. 마지막에 남는 것이 피루브산 2분자다.

총괄식으로 정리하면 다음과 같다.

$\mathrm{C_6H_{12}O_6} + 2\,\mathrm{NAD^+} + 2\,\mathrm{ADP} + 2\,\mathrm{P_i} \rightarrow 2\,\mathrm{CH_3COCOOH} + 2\,\mathrm{NADH} + 2\,\mathrm{H^+} + 2\,\mathrm{ATP} + 2\,\mathrm{H_2O}$

즉 ATP는 2분자를 넣고 4분자를 얻어 순 이득 2 ATP, 여기에 NADH 2분자가 남는다.

중간생성물을 적을 때 다이하이드록시아세톤인산을 빠뜨리지 않도록 주의한다. 일부 교재는 이 물질을 건너뛴 채 나열해 놓고 뒤 단계에는 계수 2(2 NADH, 4 ATP)를 그대로 쓰는데, 앞뒤가 맞지 않는다. 탄소 6개가 3 + 3으로 갈라지는 이상 3탄당 조각은 반드시 두 개 생기며, 그 둘이 DHAP와 GAP다. DHAP를 빼면 포도당 1분자에서 GAP가 1분자만 나오게 되어 탄소 수지도, 이후 계수 2도 성립하지 않는다.

피루브산의 행방은 산소 유무로 갈린다. 산소가 있으면 미토콘드리아로 들어가 TCA 회로와 전자전달계를 거치고, 산소가 없으면 젖산(젖산균·근육)이나 에탄올과 이산화탄소(효모)로 환원되어 발효가 된다.