포도당 6-인산
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1. 개요
포도당 6-인산(G6P)은 포도당의 6번 탄소에 인산기가 결합된 형태로, 세포 내에서 포도당 대사의 중요한 중간체이다. G6P는 포도당으로부터 헥소키네이스 또는 글루코키네이스에 의해 생성되거나, 글리코젠 분해 과정에서 포도당 1-인산으로부터 생성된다. G6P는 오탄당 인산 경로, 해당과정, 글리코젠 합성 등 다양한 대사 경로에 참여하며, 세포의 에너지 생산, 탄소 골격 제공, DNA 구성 물질 합성에 기여한다. 특히 간세포에서는 G6P가 포도당 6-포스파테이스에 의해 탈인산화되어 포도당으로 전환된 후 혈류로 방출되어 다른 세포에 에너지를 공급하는 역할을 한다.
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포도당 6-인산 - [화학 물질]에 관한 문서 |
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2. 생성
포도당 6-인산은 주로 다음 두 가지 경로를 통해 생성된다.
- 포도당으로부터 생성
- 글리코젠으로부터 생성
2. 1. 포도당으로부터
세포 내에서 포도당 6-인산은 포도당의 6번 탄소가 인산화되어 생성된다. 이 반응은 대부분의 세포에서 헥소키네이스가 촉매하며, 고등 동물의 특정 세포(특히 간세포)에서는 글루코키네이스가 촉매한다. 이 반응에는 ATP 1분자가 소비된다.[1]포도당이 즉시 인산화되는 주된 이유는 세포 밖으로 확산되는 것을 막기 위해서이다. 인산화는 전하를 띤 인산기를 붙여 포도당 6-인산이 세포막을 쉽게 통과하지 못하게 한다.[1]
2. 2. 글리코젠으로부터
글리코젠 분해 과정에서 글리코젠이 분해될 때 첫 번째로 생성되는 물질은 포도당 1-인산이다. 포도당 1-인산은 포스포글루코뮤테이스에 의해 포도당 6-인산(G6P)으로 전환된다.3. 대사 경로
포도당 6-인산은 세포 내에서 여러 대사 경로의 분기점에 위치하며, 상황에 따라 다른 경로로 이용된다.
세포가 에너지를 필요로 하면 포도당 6-인산은 해당과정으로 들어가며, 지방산 합성과 같은 반응에 필요한 NADPH를 더 많이 생성해야 할 때는 오탄당 인산 경로로 들어간다.
3. 1. 오탄당 인산 경로
NADP+ : NADPH 비율이 증가하면, 신체는 지방산 합성과 적혈구에서 글루타티온의 환원과 같은 몇 가지 반응에 필요한 환원제인 NADPH를 더 많이 생성해야 한다. 이는 포도당 6-인산 탈수소효소에 의해 포도당 6-인산이 탈수소화되는 것을 야기한다.[1] 이러한 비가역적인 반응은 다른 분자의 합성을 위한 탄소 공급원인 리불로스 5-인산뿐만 아니라 유용한 보조 인자인 NADPH를 생성하는 오탄당 인산 경로의 첫 번째 반응이다.[1] 또한 신체가 성장과 합성을 위해 DNA의 뉴클레오타이드 전구물질을 필요로 할 때도 포도당 6-인산은 탈수소화되어 오탄당 인산 경로로 들어간다.[1]3. 2. 해당과정
세포가 에너지(ATP)를 필요로 할 때, 포도당 6-인산은 해당과정으로 들어간다.[2] 포스포헥소스 이성질화효소(포도당 인산 이성질화효소)는 포도당 6-인산을 과당 6-인산으로 이성질화한다.[2] 이 과정에서 마그네슘을 보조 인자로 사용한다.[2]이 반응은 포도당 6-인산을 과당 1,6-이중인산으로 인산화하기 위한 준비 단계이다. 과당 1,6-이중인산을 생성하기 위해 두 번째 인산기를 첨가하는 것은 비가역적인 단계이므로, 해당과정을 통해 ATP 생성을 위한 에너지를 공급하기 위해 포도당 6-인산 분해를 비가역적으로 유도한다.
4. 탈인산화 및 혈류로 방출 (주로 간에서 일어남)
간세포는 소포체에서 막관통 효소인 포도당 6-포스파테이스를 발현한다. 포도당 6-포스파테이스의 촉매 부위는 소포체의 내강 쪽에 있으며, 글리코젠 분해 또는 포도당신생합성 과정동안 생성된 포도당 6-인산에서 인산기를 제거한다. 포도당은 GLUT7을 통해 소포체 밖으로 운반되고, GLUT2를 통해 혈류로 방출되어 다른 세포에 흡수된다. 근육세포는 포도당 6-포스파테이스가 없기 때문에, 글리코젠 분해로 인해 생성된 포도당 6-인산을 포도당으로 전환할 수 없다. 따라서 근육세포에 저장된 글리코젠은 혈당량을 높이는 데 기여하지 않는다.
참조
[1]
서적
Human Biochemistry
Academic Press
2018-01-01
[2]
서적
Biochemistry for Medical Professional
Academic Press
2015-01-01
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