Glycolysis

개요

Glycolysis(해당과정)는 **세포질(cytosol)**에서 일어나는 포도당 분해 과정이다. 산소 없이도 진행 가능한 혐기성 과정.

“Without mitochondria, present-day animal cells would have had to generate all of their ATP through glycolysis.” — Chapter 14

전체 과정 요약

Glucose (C₆)2 Pyruvate (C₃) + 2 NADH + 2 ATP (net)

두 단계

Energy investment phase (Step 1-5): ATP 2개 소비, Glucose를 2개의 triose-phosphate로 분해 Energy payoff phase (Step 6-10): ATP 4개 생산, NADH 2개 생산

10단계 반응 개요

Step효소ReactantProduct
1HexokinaseGlucoseGlucose-6-P
2Phosphoglucose isomeraseGlucose-6-PFructose-6-P
3Phosphofructokinase-1Fructose-6-PFructose-1,6-bisP
4AldolaseFructose-1,6-bisPDHAP + G3P
5Triose phosphate isomeraseDHAPG3P
6G3P dehydrogenaseG3P1,3-bisphosphoglycerate
7Phosphoglycerate kinase1,3-bisphosphoglycerate3-phosphoglycerate
8Phosphoglycerate mutase3-phosphoglycerate2-phosphoglycerate
9Enolase2-phosphoglyceratePEP
10Pyruvate kinasePEPPyruvate

Net Products (Glucose 1분자 기준)

분자생산 위치
Pyruvate2세포질
ATP (net)2세포질 (substrate-level phosphorylation)
NADH2세포질
H₂O2-

Note: Glycolysis에서의 NADH는 세포질에서 만들어지므로, 미토콘드리아로 전자 운반 시 shuttle system 필요. 약 1.5 ATP 상당.

조절

  • Phosphofructokinase-1 (PFK-1): 가장 중요한 조절 효소
    • ATP, citrate, NADH에 의해 억제 (에너지 과다 시)
    • AMP, ADP, fructose-2,6-bisphosphate에 의해 활성화
  • Hexokinase: Glucose-6-phosphate에 의해 product inhibition
  • Pyruvate kinase: Fructose-1,6-bisphosphate에 의해 활성화 (feedforward)

저산소 조건에서

산소가 부족하면 NADH를 재산화할 수 없어 glycolysis가 멈출 위기. → Pyruvate → Lactate (Lactate dehydrogenase) 로 NADH를 NAD⁺로 재산화 (lactic acid fermentation)

관련 개념