혐기성 해당 작용 또는 혐기성는 포도당의 분해 세포의 많은 유형 사용하는 이화 경로입니다 산소의 부재. 즉, 포도당은 호기성 해당 과정과 같이 이산화탄소와 물로 완전히 산화되지 않고 오히려 발효 산물이 생성됩니다.
산소의 존재없이 일어나기 때문에 혐기성 해당 과정이라고 불리며, 다른 경우에는 해당 생성물의 처리에서 많은 양의 에너지가 생성되는 미토콘드리아 수송 사슬에서 최종 전자 수용체 역할을합니다.
당분 해 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 RegisFrey)
유기체에 따라 혐기성 상태 또는 산소 부족 상태는 포도당의 이화 작용에 의해 생성 된 피루 베이트에서 젖산 (예 : 근육 세포) 또는 에탄올 (효모)을 생성합니다.
그 결과, 호기성 해당 과정 (해당 단계에서만) 동안 얻을 수있는 8 몰에 비해 처리되는 포도당 1 몰당 2 몰의 ATP 만 생성되기 때문에 에너지 생산량이 급격히 떨어집니다.
ATP 분자 수의 차이는 각 NADH에 대해 3 개의 ATP 분자가 얻어지는 호기성 해당 과정에서 발생하는 것과는 달리 추가 ATP를 생성하지 않는 NADH의 재산 화와 관련이 있습니다.
반응
혐기성 해당 과정은 호기성 해당 과정과 전혀 다르지 않습니다. 왜냐하면 용어 "혐기성"은 해당 과정 이후에 일어나는 일, 즉 반응 생성물과 중간체의 운명을 의미하기 때문입니다.
따라서 10 가지 다른 효소가 혐기성 해당 과정에 관여합니다.
1- 헥소 키나제 (HK) : 각 포도당 분자에 대해 하나의 ATP 분자를 사용합니다. 포도당 6- 인산 (G6P)과 ADP를 생성합니다. 반응은 비가 역적이며 마그네슘 이온이 필요합니다.
2- 포스 포 글루코스 이성화 효소 (PGI) : G6P를 과당 6- 포스페이트 (F6P)로 이성화합니다.
3- 포스 포프 럭 토키나 제 (PFK) : 각 F6P에 대해 하나의 ATP 분자를 사용하여 F6P를 프럭 토스 1,6- 비스 포스페이트 (F1,6-BP)로 인산화합니다.이 반응도 비가 역적입니다.
4-Aldolase : F1,6-BP 분자를 절단하여 GAP (glyceraldehyde 3-phosphate) 및 DHAP (dihydroxyacetone phosphate)를 생성합니다.
5-Triose phosphate isomerase (TIM) : DHAP와 GAP의 상호 전환에 참여합니다.
6-Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) : 두 분자의 NAD + 와 두 분자의 무기 인산염 (Pi)을 사용하여 GAP를 인산화하여 1,3-bisphosphoglycerate (1,3-BPG) 및 2 NADH를 생성합니다.
7- 포스 포 글리세 레이트 키나제 (PGK) : 두 ADP 분자의 기질 수준에서 인산화에 의해 두 ATP 분자를 생성합니다. 각 1,3-BPG 분자를 인산기 기증자로 사용합니다. 3PG (3-phosphoglycerate) 분자 2 개를 생성합니다.
8- 포스 포 글리세 레이트 뮤 타제 (PGM) : 3PG 분자를 재구성하여 더 높은 에너지 인 2PG를 가진 중간체를 생성합니다.
9-에 놀라 제 : 2PG에서 전자의 탈수에 의해 포스 포에 놀 피루 베이트 (PEP)를 생성합니다.
10- 피루 베이트 키나제 (PYK) : 포스 포에 놀 피루 베이트는이 효소에 의해 피루 베이트를 형성하는 데 사용됩니다. 이 반응은 포스 포에 놀 피루 베이트에서 ADP 분자로 위치 2에있는 포스페이트 그룹의 이동을 포함합니다. 각 포도당에 대해 2 개의 피루 베이트와 2 개의 ATP가 생성됩니다.
발효 경로
발효는 에너지를 얻기 위해 산소가 없을 때 포도당이나 기타 영양소가 분해되는 것을 나타내는 데 사용되는 용어입니다.
산소가 없으면 전자 수송 사슬에는 최종 수용체가 없으므로 산화 적 인산화가 발생하지 않아 ATP 형태로 많은 양의 에너지를 생성합니다. NADH는 미토콘드리아 경로가 아니라 ATP를 생성하지 않는 대체 경로에 의해 재산 화됩니다.
NAD +가 충분하지 않으면 인산염을 GAP로 전달하려면이 보조 인자의 수반되는 감소가 필요하기 때문에 해당 경로가 중지됩니다.
일부 세포는 혐기성 혐 기증 기간에 대처하기위한 대체 메커니즘을 가지고 있으며 이러한 메커니즘은 일반적으로 일부 유형의 발효를 포함합니다. 반면에 다른 세포는 생존을 위해 거의 전적으로 발효 과정에 의존합니다.
많은 유기체의 발효 경로의 산물은 경제적으로 사람과 관련이 있습니다. 예를 들어 일부 혐기성 효모에 의한 에탄올 생산과 요구르트 생산에 사용되는 락토 박테리아에 의한 젖산 형성이 있습니다.
젖산 생산
산소가없는 많은 유형의 세포는 GAPDH의 반응에서 생성 된 피루 베이트의 탄소와 NADH를 사용하는 젖산 탈수소 효소 복합체에 의해 촉매되는 반응 덕분에 젖산을 생성합니다.
젖산 발효 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Sjantoni)
에탄올 생산
Pyruvate는 pyruvate decarboxylase에 의해 아세트 알데히드와 CO2로 전환됩니다. 그런 다음 아세트 알데히드는 알코올 탈수소 효소에 의해 사용되어이를 환원시켜 에탄올을 생성하고 이러한 방식으로 들어가는 피루 베이트의 각 분자에 대해 한 분자의 NAD + 를 재생 합니다.
알코올 발효 (출처 : Wikimedia Commons를 통한 Arobson1)
호기성 발효
혐기성 해당 과정은 호기성 해당 과정의 경우와 같이 최종 산물이 CO 2 및 물에 해당하지 않는다는 사실을 주요 특징으로합니다 . 대신, 전형적인 발효 반응 생성물이 생성됩니다.
일부 저자는 특정 유기체에 대한 "호기성 발효"또는 포도당의 호기성 해당 과정을 설명했으며, 그중에는 Trypanosomatidae과의 일부 기생충과 많은 암 종양 세포가 두드러집니다.
이러한 유기체에서는 산소가 존재하더라도 해당 경로의 생성물이 발효 경로의 생성물에 해당하는 것으로 나타났습니다. 이것이 모든 에너지가 추출되는 것은 아니기 때문에 포도당의 "부분적"산화가 발생한다고 생각되는 이유입니다. 가능한 탄소.
포도당의 "호기성 발효"가 호흡 활동의 완전한 부재를 의미하지는 않지만, 이것이 전부 또는 무의 과정이 아니기 때문입니다. 그러나 문헌은 피루 베이트, 젖산, 숙시 네이트, 말산 및 기타 유기산과 같은 제품의 배설을 나타냅니다.
당분 해와 암
많은 암세포는 포도당 섭취와 해당 흐름의 증가를 보여줍니다.
암 환자의 종양은 빠르게 성장하므로 혈관이 저산소 상태입니다. 따라서 이러한 세포의 에너지 보충은 주로 혐기성 해당 과정에 의존합니다.
그러나이 현상은 저산소증 유발 전사 인자 (HIF)의 도움을 받아 복잡한 메커니즘을 통해 막에서 해당 효소와 포도당 수송 체의 발현을 증가시킵니다.
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