[생화학] 당분해 (Glycolysis) - 2

앞 글에 이어서 당분해에 대한 이야기를 계속해 가보도록 하자.

본 글에서 다루는 범위

 

당분해는 모든 당의 공통 대사경로다. 앞서 당분해 과정은 포도당의 대사만을 다뤘는데, 다른 당은 어떻게 당분해 경로를 거치게 되는가?

 

다양한 당의 당분해 공급 경로. 주요한 줄기는 앞서 배운 당분해 경로임을 유의하라.

3. 다른 단당의 경로

 

1) 과당

 

과당은 주로 슈크로스의 가수분해에 의해 생성된다. 과당은 육탄당인산화효소에 의해 인산화되어 6-인산 과당이 된다. 6-인산 과당은 당분해 과정의 중간체 중 하나이므로 바로 당분해 경로로 들어가게 된다.

​

반면, 간에서 과당은 다른 경로로 이동한다. 과당인산화효소(Fructokinase)는 과당의 1번 탄소를 인산화해 1-인산 과당을 형성한다.

​

이후, 1-인산 과당은 1-인산 과당 알돌레이스(Fructose 1-phosphate aldolase)에 의해 글리세르알데하이드와 인산 다이하이드록시아세톤으로 나눠진다.

 

1-인산 과당(Fructose 1-phosphate) → 인산 다이하이드록시아세톤(Dihydroxyacetone phosphate) + 글리세르알데하이드(Glyceraldehyde)

이후, 인산 다이하이드록시아세톤은 3-인산글리세르알데하이드로, 글리세르알데하이드는 삼탄당 인산화효소(Triose kinase)에 의해 마찬가지로 3-인산글리세르알데하이드로 인산화된다. 이후 당분해 경로를 따른다. 먼저 1, 6-이중인산 과당을 만든 후 분해하는 것과 달리, 간에서는 1-인산 과당의 분해가 먼저 일어난 후 삼탄당이 인산화된다는 것을 유의하자.

​

 

2) 갈락토스

 

갈락토스는 주로 젖당의 가수분해에 의해 생성된다. 갈락토스인산화효소(Galactokinase)는 갈락토스의 1번 탄소를 인산화시켜 1-인산 갈락토스를 형성한다. 갈락토스는 포도당의 4번 탄소의 에피머(Epimer, 여러 탄소 자리 중 한자리 탄소의 입체 구조만 다를 경우)이다. 갈락토스는 때문에 포도당으로의 변환 과정을 거치는데, 이때 이인산 유리딘(Uridine diphosphate, UDP)을 이용한다.

1-인산 갈락토스(Galactose 1-phosphate) → 1-인산 포도당(Glucose 1-phosphate)

1-인산 갈락토스는 위 효소 반응의 산물로 나온 UDP-포도당과 인산기, UDP를 서로 교환한다. 이때 UDP-포도당은 1-인산 포도당으로 변환된다.

 

UDP-갈락토스는 탈수소 반응과 환원 반응을 거치며 UDP-포도당으로 변환된다. 두 과정은 모두 UDP-포도당 4-에피머화효소(UDP-glucose 4-epimerase)가 관여한다.

​

갈락토스인산화효소, 인산기와 UDP를 교환하는 1-인산 갈락토스 유리딜기전달효소(UDP-glucose:galactose 1-phosphate uridylyltransferase), UDP-포도당 4-에피머화 효소. 세 효소 중 하나라도 결핍되면 갈락토스가 분해되지 않아 갈락토스혈증(Galactosemia)을 초래한다.

​

 

3) 만노스

 

만노스는 육탄당인산화효소에 의해 6번 탄소가 인산화된다. 이후, 6-인산 만노스는 인산만노스 이성화효소(Phosphomannose isomerase)의 작용에 의해 6-인산 과당을 형성한다. 이후 당분해 경로를 따른다.

​

​

정리하자. 포도당을 제외한 다른 단당류는 각자의 경로를 따라 당분해의 중간 산물(대개 6-인산 포도당, 6-인산 과당)이 되어 당분해 경로에 참여한다. 다음 글에서는 당분해의 역과정, 포도당 신생성에 대해 다뤄보도록 하자.

---

오늘 배운 내용