대부분의 동물과 식물세포는 일반적으로 호기성이며 유기 연료 물질을 이산화탄소와 물로 완전 산화한다. 이러한 조건에서 글루코오스 해당과정의 분해로 생성된 피루브산은 혐기적 조건에서 만들어지는 락트산 또는 에탄올과 CO2로 환원되지 않고 생화학자들이 호흡(respiration)이라고 부르는 이화대사의 호기적 과정을 거쳐 CO2와 H2O로 산화된다.
호흡이라는 단어는 흔히 생리학적 또는 거시적인 의미로 볼 때 폐에 의한 O2의 섭취와 CO2의 배출이라고 생각하고 있다. 그러나 생화학자들이나 세포생물학자들은 이 말을 미시적인 의미에서 세포에 의한 O2의 소비와 CO2의 생성이라는 분자적 과정으로 사용한다.
세포의 호흡은 이화작용([그림 7] 참조)에 나타난 바와 같이 세 가지 주요한 단계로 되어 있다. 제 Ⅰ단계에서는 영양소의 이화작용에서 볼 수 있는(그림 8 참조) 단계 Ⅰ과 Ⅱ의 것과 같은 것이다. 즉, 탄수화물, 지방산 그리고 몇 가지 아미노산과 같은 유기 연료분자들이 산화되어 2-탄소 조각인 아세틸-CoA의 아세틸기를 생성한다. 그리고 제 Ⅱ단계에서 이 아세틸기는 시트르산회로로 들어가 효소를 통한 분해과정이 일어난다. 그리고 여기서 고에너지 수소원자를 생성함과 동시에 유기 연료물질의 최종 산화생성물인 CO2를 방출한다.
제 Ⅲ단계에서는 이 수소원자들이 프로톤(H+)과 고에너지전자로 나뉘어져 호흡사슬(respiratory chain)의 분자상 산소로 전달되어 H2O를 생성한다. 이 호흡사슬의 전자전달(electron transport) 과정에서 다량의 에너지가 방출되어 산화적 인산화(oxidative phosphorylation)라고 불리는 반응을 통하여 ATP의 상태로 저장된다.
Krebs의 TCA 회로(tricarboxylic acid cycle)는 탄수화물, 지방산, 아미노산등의 연료 분자들이 이화대사를 통하여 생성한 아세틸 Co-A의 아세틸기가 산화작용을 이루는 최종적인 반응 경로이다.
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[일반화학]생체 성분의 화학 레포트
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