마인드 맵 갤러리 설탕대사 마인드맵
설탕의 소화와 흡수, 설탕의 호기성 산화, 글리코겐의 합성과 분해 등 설탕 대사에 관한 마인드 맵입니다.
2023-11-16 20:14:18에 편집됨포도당 대사
설탕의 소화와 흡수
에너지를 소비하는 활성 흡수 과정에서 나트륨 이온 의존성 포도당 수송체(SGLT)와 나트륨 이온/칼륨 이온-ATPase의 협력으로 포도당은 나트륨 이온 및 나트륨 이온 농도 구배를 따라 소장 점막 세포로 흡수됩니다. 그런 다음 혈액으로 방출되어 포도당 운반체(GLUT)의 도움으로 세포로 흡수됩니다.
인체에는 β-글리코시다아제가 포함되어 있지 않으며 셀룰로오스를 분해하거나 활용할 수 없습니다.
설탕의 혐기성 산화(당분해, 피루브산이 젖산으로 환원)
당분해(인산화, 이성질체화, 절단, 탈수소화 및 기질 수준 인산화 후 최종적으로 2피루베이트 2ATP 2NADH 2H 형성)
포도당은 포도당-6-인산을 생성합니다(Hexokinase HK가 참여하고 ATP를 가수분해하며 마그네슘 이온이 필요함)
포도당-6-인산 이성질체화는 과당-6-인산을 생성합니다(육탄당 인산 이성질화효소, 마그네슘 이온 필요)
과당-6-인산을 과당-1,6-비스인산염으로 인산화(포스포프럭토키나제-1, ATP, 마그네슘 이온 필요)
과당-1,6-비스인산염은 두 분자의 삼당 인산염(알돌라제, 디히드록시아세톤 인산염, 글리세르알데히드 3-인산염)으로 분해됩니다.
디히드록시아세톤 인산염과 글리세르알데히드 3-인산염의 호변이성화(삼당 인산 이성질화효소, 글리세르알데히드 3-인산염으로의 최종 이성질체화)
글리세르알데히드 3-인산은 1,3-비스포스포글리세레이트로 산화됩니다(3-인산 탈수소효소, 수소 수용체는 NADH H임)
1,3-비스포스포글리세르산을 3-포스포글리세르산으로 전환합니다(포스포글리세르산 키나제, 기질 수준 인산화로 ATP 및 3-포스포글리세르산 생성, 마그네슘 이온의 참여 필요)
3-포스포글리세르산은 2-포스포글리세르산으로 전환됩니다(포스포글리세르산 뮤타제, 마그네슘 이온 필요)
2-포스포글리세레이트의 포스포에놀피루베이트로의 탈수
포스포디올 피루브산은 피루브산으로 전환됩니다(피루브산 키나아제, ATP를 생성하려면 기질 수준 인산화, 마그네슘 이온과 칼륨 이온의 참여가 필요함)
피루브산이 젖산으로 환원됨
젖산 탈수소효소(LDH)는 수소를 제공하기 위해 NADH H를 사용하여 피루브산을 젖산으로 환원하는 것을 촉매합니다.
설탕의 호기성 산화
포도당을 해당분해하여 피루브산을 생성
피루브산의 아세틸 CoA로의 산화적 탈카르복실화(미토콘드리아 기질에서 수행)
핵심 효소인 피루브산 탈수소효소 복합체에 의해 촉매되어 아세틸 CoA, NADH(2.5ATP), H, CO2를 생성합니다.
아세틸 CoA는 트리카르복실산 회로에 들어가 산화적 인산화에 결합됩니다(미토콘드리아 내부 막의 숙신산 탈수소효소를 제외하고 나머지는 미토콘드리아 기질에 있음)(2CO2, 3NADHH, FADH2, ATP 또는 GTP)
아세틸 CoA는 옥살아세트산과 축합하여 구연산(구연산염 합성효소)을 형성합니다.
구연산을 이소시트레이트(아코니타제)로 이성질체화
이소시트레이트의 산화적 탈카르복실화는 α-케토글루타레이트를 생성합니다(이소시트레이트 산화 탈수소효소는 NADHH를 생성하며, 이는 첫 번째 탈카르복시화를 위해 마그네슘 이온의 참여가 필요함)
α-케토글루타레이트의 산화적 탈카르복실화는 숙시닐 CoA를 생성합니다(α-케토글루타레이트 탈수소효소 복합체, NADH H, CO2 생성, 2차 탈카르복실화)
숙시닐-CoA는 숙시네이트로 전환됩니다(숙시닐-CoA 합성효소, ARP 또는 GTP를 생성하는 유일한 기질 수준 인산화).
숙신산염을 푸마르산염으로 탈수소화(숙신산염 탈수소효소(미토콘드리아 내부 막), FADH2 생성)
푸마르산은 물을 첨가하여 말산(푸마라제)을 형성합니다.
말산염을 옥살로아세트산으로 탈수소화(말산염 탈수소효소, NADHH 생성)
설탕의 호기성 산화의 생리학적 중요성
30 또는 32ATP 생성
해당과정: 2ATP, 2NADH H(세포질에서 미토콘드리아로 이동하여 3 또는 5 ATP 생성) 총 5 또는 7 ATP
2개의 피루브산은 2NADHH를 생성하여 총 5ATP를 생성합니다.
2트리카르복실산 순환은 4CO2, 6NADH H, 2FADH2, 2ATP 또는 GTP를 생성하여 총 20ATP를 생성합니다.
파스퇴르 효과
설탕의 호기성 산화는 설탕의 혐기성 산화를 억제합니다.
오탄당 인산염 경로
비에너지 생성 이화 경로는 포도당-6-인산의 해당과정에서 시작하여 산화 및 그룹 전달을 거쳐 과당-6-인산과 글리세르알데히드 3-인산을 생성한 다음 대사를 위해 해당과정으로 돌아갑니다.
ATP는 생성되지 않지만 대사 중에 NADPH H(화합물 동화작용에 관여)와 리보스-5-인산염(뉴클레오티드 생합성)이 생성됩니다.
비가역적 산화 단계
주요 효소: 포도당-6-인산 탈수소효소(G6PDH)
가역적 그룹 이전 단계
글리코겐 합성 및 분해
글리코겐 합성(주로 간과 근육에서, 신장에서는 소량 합성 가능)
활성화되어야 하는 포도당 단위(두 분자의 에너지 소비: ATP, UTP는 UDPG 생성)
프라이머 필요
세포 내 원래의 작은 분자 글리코겐(UDPG의 포도당 그룹이 비환원 말단에 직접 추가됨)
글리코실화된 글리코겐 단백질
합성에는 방향이 있다
글리코겐 프라이머의 비환원 말단에서만
가지 형성
분지 효소에 의해 촉매됨
글리코겐 분해
글리코겐 포스포릴라제(α-1,4 글리코시드 결합에 작용)는 글리코겐의 비환원성 말단에서 포도당 그룹을 인산화하여 포도당-1-인산을 생성합니다.
탈분지 효소
분기점에 있는 4개의 포도당 그룹 중 3개의 올리고당 그룹을 인접한 비환원 말단으로 옮기고 α-1,4-글리코시드 결합으로 연결합니다.
분기점의 포도당 그룹은 α-1,6-글리코시드 결합에 의해 가수분해되어 유리 포도당을 형성합니다.
포도당-1-인산은 포도당-6-인산으로 전환됩니다.
포도당은 간세포에서 포도당-6-포스파타제에 의해 생산됩니다.
근육세포에는 포도당-6-포스파타제가 없고 해당과정만 수행할 수 있습니다.
포도당신생합성(당이 아닌 물질(젖산, 글리세롤, 글리코겐성 아미노산)을 포도당이나 글리코겐으로 전환)
피루브산을 옥살로아세트산으로 전환(미토콘드리아 기질에서)
피루브산과 CO2는 피루브산 카르복실라제(미토콘드리아 기질에서)의 작용으로 옥살로아세트산을 생성합니다(ATP 소비, 비오틴은 조효소임)
옥살로아세트산은 포스포에놀피루베이트로 전환됩니다(세포질에 들어감).
포스포에놀피루베이트 카르복시키나아제는 GTP를 소비합니다.
포스포에놀피루베이트는 역당분해에서 반응하여 과당-1,6-비스인산염을 생성합니다.
과당-1,6-이인산이 과당-6-인산염으로 전환
과당 이인산 키나제-1(가장 중요한 주요 효소, 주로 알로스테릭 조절에 영향을 받음), 에너지 방출 반응은 ATP를 생성하지 않습니다.
포도당-6-인산이 가수분해되어 포도당으로
포도당-6-포스파타제