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글리세르알데하이드 3-인산

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1. 개요

글리세르알데하이드 3-인산은 해당과정, 포도당신생합성, 광합성, 트립토판 생합성, 티아민 생합성 등 다양한 생화학적 과정에 관여하는 중요한 대사 중간체이다. 해당과정에서는 과당 1,6-이중인산, 다이하이드록시아세톤 인산, 1,3-비스포스포글리세르산으로부터 생성되며, 글리세롤이 해당과정과 포도당신생합성 경로로 들어가는 진입점 역할을 한다. 광합성에서는 캘빈 회로의 최종 산물로, 포도당이나 녹말 등의 형태로 저장되거나 다른 세포로 수송된다. 또한 트립토판 및 티아민 생합성 과정에도 관여한다.

글리세르알데하이드 3-인산 - [화학 물질]에 관한 문서
일반 정보

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D-글리세르알데하이드 3-인산 탈양성자화 V1
IUPAC 명칭2-하이드록시-3-옥소프로필 다이하이드로젠 포스페이트
기타 명칭해당 없음
식별 정보
KEGGC00661, C00118
InChI1/C3H7O6P/c4-1-3(5)2-9-10(6,7)8/h1,3,5H,2H2,(H2,6,7,8)
InChIKeyLXJXRIRHZLFYRP-UHFFFAOYAH
표준 InChI1S/C3H7O6P/c4-1-3(5)2-9-10(6,7)8/h1,3,5H,2H2,(H2,6,7,8)
표준 InChIKeyLXJXRIRHZLFYRP-UHFFFAOYSA-N
CAS 등록번호591-59-3, 142-10-9
UNII7466PL1110
펍켐 (PubChem)729
켐스파이더 (ChemSpider)709 (라세미체), 393755 (L 이성질체), 388314 (D 이성질체)
ChEBI17138
ChEMBL1232918
드럭뱅크 (DrugBank)DB02263
베일스타인 (Beilstein)1725008
EINECS209-721-7
스마일즈 (SMILES)C([C@H](C=O)O)OP(=O)(O)O
MeSH 명칭글리세르알데하이드-3-인산
물성
분자식C3H7O6P
몰 질량170.058
외관해당 없음
밀도해당 없음
녹는점102–104 °C
끓는점해당 없음
용해도해당 없음
위험성
주요 위험해당 없음
인화점해당 없음
자연 발화점해당 없음
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목차

2. 해당과정 및 포도당신생합성

글리세르알데하이드 3-인산은 해당과정에서 1,3-비스포스포글리세르산을 생성하기 위한 기질로 사용된다. 또한 글리세롤이 해당과정과 포도당신생합성 경로로 들어가는 진입점이기 때문에 중요하며, 오탄당 인산 경로의 참여자이자 생성물이기도 하다.

2.1. 생성

D-글리세르알데하이드 3-인산은 가역 반응에서 다음 3가지 화합물로부터 생성된다.

* 알돌레이스에 의해 과당 1,6-이중인산(F1,6BP)으로부터 글리세르알데하이드 3-인산(G3P)이 생성된다.

과당 1,6-이중인산이 알돌레이스에 의해 글리세르알데하이드 3-인산과 다이하이드록시아세톤 인산으로 전환된다.
과당 1,6-이중인산이 알돌레이스에 의해 글리세르알데하이드 3-인산과 다이하이드록시아세톤 인산으로 전환된다.

* 삼탄당 인산 이성질화효소에 의해 다이하이드록시아세톤 인산(DHAP)으로부터 글리세르알데하이드 3-인산(G3P)이 생성된다.
삼탄당 인산 이성질화효소에 의해 다이하이드록시아세톤 인산과 글리세르알데하이드 3-인산이 서로 상호전환된다.
삼탄당 인산 이성질화효소에 의해 다이하이드록시아세톤 인산과 글리세르알데하이드 3-인산이 서로 상호전환된다.

* 글리세르알데하이드 3-인산 탈수소효소에 의해 1,3-비스포스포글리세르산(1,3BPG)으로부터 생성된다.

2.2. 기질

글리세르알데하이드 3-인산은 해당과정에서 1,3-비스포스포글리세르산을 생성하기 위한 기질이다.

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글리세르알데하이드 3-인산은 글리세롤이 해당과정과 포도당신생합성 경로로 들어가는 진입점이기 때문에 중요하다. 또한, 글리세르알데하이드 3-인산은 오탄당 인산 경로의 참여자이며 생성물이다.

D-글리세르알데하이드 3-인산은 가역 반응에서 다음 세 가지 화합물로부터 형성된다.

* 과당 1,6-이중인산(F1,6BP)은 알돌라제에 의해 촉매된다.
* 다이하이드록시아세톤 인산(DHAP)은 트라이오스 인산 이성질화효소에 의해 촉매된다.
* 1,3-비스포스포글리세르산(1,3BPG)은 글리세르알데하이드 3-인산 탈수소효소에 의해 촉매된다.

D-글리세르알데하이드 3-인산은 글리세르산 1,3-비스인산을 해당과정에서 생성하는데 사용된다.

D-글리세르알데하이드 3-인산은 또한 글리세롤(DHAP로서)이 해당과정 및 포도당신생합성 경로에 진입하는 방식이므로 어느 정도 중요하다. 또한 오탄당 인산 경로의 참여자이자 생성물이다.

D-글리세르알데하이드 3-인산은 오탄당 인산 경로에도 나타난다.

3. 광합성

글리세르알데하이드 3-인산(G3P)은 식물의 광합성 과정에서 중요한 역할을 하는 물질이다. G3P는 캘빈 회로의 핵심 산물이며, 식물이 생장에 필요한 에너지를 얻는 주요 경로이다.

G3P는 광합성의 주요 최종 산물로, 즉각적인 영양소로 사용되거나, 결합 및 재배열되어 포도당과 같은 단당류를 형성하여 다른 세포로 수송되거나 녹말과 같은 불용성 다당류로 저장될 수 있다.

3.1. 생성

식물의 광합성 과정에서 3-포스포글리세르산(3PG)은 캘빈 회로의 첫 단계에서 생성된다. 3-포스포글리세르산은 리불로스 1,5-이중인산(RuBP)와 이산화 탄소(CO2)가 루비스코에 의해 촉매되어 생성된다. 캘빈 회로에서 3-포스포글리세르산은 ATP의 에너지와 NADPH의 환원력을 사용하여 글리세르알데하이드 3-인산(G3P)으로 전환된다. 이 과정에서 ADP, 무기 인산(Pi), NADP+는 명반응으로 되돌려져서 광합성이 계속해서 진행된다. 리불로스 1,5-이중인산(RuBP)는 캘빈 회로가 계속 진행되도록 재생성된다.

글리세르알데하이드 3-인산(G3P)은 일반적으로 광합성의 주요한 최종 산물로 간주되며 즉각적인 영양소로 사용될 수 있다. 글리세르알데하이드 3-인산은 포도당과 같이 다른 세포로 수송될 수 있는 단당류를 형성하기 위해 결합 또는 재배열되거나 녹말과 같은 불용성 다당류로 저장되기도 한다.

3.2. 역할

식물의 광합성 과정에서 3-포스포글리세르산(3PG)은 리불로스 1,5-이중인산(RuBP)과 이산화 탄소(CO2)가 루비스코에 의해 촉매되어 캘빈 회로의 첫 단계에서 생성된다. 캘빈 회로에서 3-포스포글리세르산(3PG)는 ATP의 에너지와 NADPH의 환원력을 사용하여 글리세르알데하이드 3-인산(G3P)로 전환된다. 캘빈 회로의 반응 산물인 ADP, 무기 인산(Pi), NADP+는 명반응으로 되돌려져서 광합성이 계속해서 진행된다. 리불로스 1,5-이중인산(RuBP)는 캘빈 회로가 계속 진행되도록 재생성된다.

글리세르알데하이드 3-인산(G3P)은 일반적으로 광합성의 주요한 최종 산물로 간주되며 즉각적인 영양소로 사용될 수 있다. 글리세르알데하이드 3-인산(G3P)는 포도당과 같이 다른 세포로 수송될 수 있는 단당류를 형성하기 위해 결합 또는 재배열되거나 녹말과 같은 불용성 다당류로 저장되기도 한다.

3.3. 대차대조표 (Balance sheet)

광합성의 암반응에서 6분자의 이산화 탄소(CO2)와 6분자의 리불로스 1,5-이중인산(RuBP)이 12분자의 아데노신 삼인산(ATP)와 12분자의 NADPH를 사용하여 12분자의 글리세르알데하이드 3-인산(G3P)를 생성한다.

10분자의 글리세르알데하이드 3-인산(G3P)는 6분자의 ATP를 사용하여 6분자의 리불로스 1,5-이중인산(RuBP)로 재생성된다.

나머지 2분자의 글리세르알데하이드 3-인산(G3P)는 포도당을 생성하는데 사용된다.

4. 트립토판 생합성

글리세르알데하이드 3-인산(G3P)은 인체에서 생성될 수 없는 필수 아미노산인 트립토판의 생합성 과정에서 부산물로 생성된다.

5. 티아민 생합성

글리세르알데하이드 3-인산은 인체에서 생성할 수 없는 티아민(비타민 B1)의 생합성 경로에서 반응물로 작용한다.