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밤하늘의오로라
동물세포에서 글리세롤로 당을 합성할 수 있는 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 동물세포에서 지방산으로부터 당 합성은 불가능하지만 글리세롤로부터 당을 합성할 수 있는 원리는 무엇인지 궁금합니다.
5개의 답변이 있어요!
안녕하세요. 이상현 전문가입니다.
동물세포는 지방산을 피루브산 이상으로 산화하게되면 아세틸CoA가 되는데,
이는 포도당합성경로로 역류할수는 없습니다.
반면에 글리세롤은 글리세롤키나아제, 글리세롤3인산, 디하이드록시아세톤인산 순서로 전환되면서
해당과정, 포도당신생합성 경로에 직접연결되므로, 당 합성이 가능합니다.
감사합니다.
동물세포는 지방산의 대사 경로가 아세틸-CoA를 통해 이루어지기 때문에 지방산을 당으로 바꿀 수 없습니다.
반면 지방 분해 시 나오는 글리세롤은 포도당신생합성 경로에 직접 들어갈 수 있기 때문에 당 합성이 가능한 것입니다.
지방 분해로 생성된 글리세롤은 글리세롤 키나아제 효소에 의해 인산화되어 글리세롤-3-인산이 됩니다. 이 효소는 간과 신장에 주로 많기 때문에 이 장기에서 포도당신생합성이 주로 일어납니다.
그리고 글리세롤-3-인산은 글리세롤-3-인산 탈수소효소에 의해 다이하이드록시아세톤 인산(DHAP)으로 전환됩니다.
이 DHAP가 해당과정의 중간 산물이자 포도당신생합성의 중간 산물이므로, 해당경로의 역반응을 통해 포도당으로 합성될 수 있는 것입니다.
간단히 요약하면, 지방산은 당으로 전환될 수 없는 비가역적인 대사 경로를 거치는 반면, 글리세롤은 포도당신생합성 경로의 중간 물질로 직접 진입할 수 있기 때문에 당으로 합성될 수 있는 것이죠.
안녕하세요. 김채원 전문가입니다.
글리세롤은 글리세롤키나아제라는 효소에의해서 글리세롤-3-인산으로 전환됩니다.
이후 DHAP라는 디하이드록시아세톤인산으로 들어가서 해당과정, 포도당신생합성 경로에 합류합니다.
반면에 지방산은 베타산화를거쳐서 아세틸CoA만 생성하는데, 아세틸CoA는 동물세포에서 포도당 신생합성으로 역전환될수없어서 당 합성이 불가능해집니다.
동물세포가 글리세롤로부터 당을 합성할 수 있는 이유는 글리세롤이 포도당 신생합성 경로의 중간 물질인 다이하이드록시아세톤 인산(DHAP)으로 전환될 수 있기 때문입니다. 지방산의 경우, 베타 산화 과정을 통해 아세틸-CoA로 분해되는데, 동물은 아세틸-CoA를 피루브산으로 되돌리는 효소가 없으므로 지방산으로 포도당을 만들 수 없습니다. 글리세롤은 지방산과 달리 이 경로에 직접 진입하여 포도당으로 합성되는 것이 가능합니다.
안녕하세요.
네, 질문해주신 것과 같이 동물세포에서는 지방산 자체로는 포도당을 합성할 수 없지만, 글리세롤로는 가능한데요, 이는 대사 경로의 연결 고리에 차이가 있기 때문입니다. 우선 지방산은 β-산화 과정을 거쳐 Acetyl-CoA로 분해되는데요, 하지만 동물세포에는 Acetyl-CoA로부터 피루브산 또는 옥살로아세트산으로 되돌리는 경로가 존재하지 않습니다. 그 이유는 시트르산 회로에서 피루브산 탈수소효소 반응이 불가역적이기 때문입니다. 따라서 Acetyl-CoA는 TCA 회로에 들어가더라도 CO₂로 산화될 뿐, 순수하게 새로운 탄소골격을 제공하여 포도당을 합성할 수 없는 것이며 이로 인해 지방산 탄소골격은 동물세포에서 당으로 전환되지 못합니다. 반면, 중성지방의 글리세롤은 글리세롤 키나아제에 의해 인산화되어 글리세롤-3-인산이 되고, 이어 글리세롤-3-인산 탈수소효소 작용으로 DHAP(디하이드록시아세톤 인산) 으로 전환되는데요, 이 DHAP는 해당과정 또는 포도당신생합성 경로의 중간체이므로, 그대로 포도당 합성 경로에 진입할 수 있습니다. 감사합니다.