[생물 임용 노트]지방산의 이화 - 3) 글리세롤 대사, 지방산의 산화

글리세롤 대사

글리세롤은 DHAP(dihydroxyacetone phosphate)이나 3-인산 글리세롤 알데하이드로 전환 후 이용된다.

글리세롤 대사 과정

지방산의 산화

탄소 수가 14개 미만인 지방산만 자유롭게 미토콘드리아로 이동 가능하고 그렇지 않은 경우에는 카니틴 왕복 통로를 통해 이동한다. 이후 β-산화를 통해 지방산은 아세틸-CoA를 생성한다.

카니틴 왕복 통로

지방산 아실-CoA 생성(외막)

지방산 + CoA-SH + ATP → 지방산 아실-CoA + AMP + PP_i

지방산 아실-CoA 생성 과정

카니틴 에스터 교환 반응과 수송

일시적으로 지방산은 카니틴-OH와 결합하여 지방산 아실 - 카니틴을 형성한다. 이후 카니틴-아실 트랜스퍼레이스Ⅰ( Carnitine palmitoyltransferaseⅠ)에 의해 에스터 교환반응이 일어나고 동시에 지방산-아실 카니틴 수송체를 통해 막간공간으로 수송한다.

이후 아실-카니틴은 수송체에 의해 미토콘드리아 기질로 수송되어, 카니틴-아실트랜스퍼레이스Ⅱ ( Carnitine palmitoyltransferaseⅡ) 에 의해 지방산 아실-CoA로 전환되고 카니틴은 다시 아실-카니틴/카니틴 운반체에 의해 다시 막간강으로 수송된다.

카니틴 에스터 교환반응 및 수송 (왼쪽구역-세포질, 중앙구역-막간강, 오른쪽구역-미토콘드리아 기질)

 

β - 산화

지방산 아실 사슬의 C말단에서 부터 2-C(탄소 2개로 이루어진 사슬) 단위로 아세틸-CoA가 끊어지는 것을 말한다. 이중결합 형성 - 수화 - 탈수소화 - 싸이올 분해의 단계를 거친다.

 

1. 이중 결합 형성

β - 산화 1단계 : 이중결합 형성

2. 수화

β - 산화 2단계 : 수화

3. 탈수소화

β - 산화 3단계 : 탈수소화

4. 싸이올 분해

β - 산화 4단계 : 싸이올 분해

미토콘드리아와 퍼옥시좀(글라이옥시좀)에서의 지방산 산화 차이

	미토콘드리아	퍼옥시좀(peroxisome, glyoxisome)**
FAD 산화	호흡 사슬을 거침	Oxidase에 의해 과산화물을 생성하고 catalse에 의해 분해
전자의 이용	ATP 생성	직접 산소로 전달해 열로 방출
아세틸-CoA 이용	TCA 회로를 거쳐 완전 산화	옥살로아세트산(oxaloacetic acid)으로 전환된 뒤 생합성에 이용
기타	-	호흡 사슬이 없다.

**퍼옥시좀은 부산물로 과산화물(H₂O₂ 등)을 형성하는 기관으로 지방산 분해, 독성 물질의 독성 제거 등 다양한 역할을 수행한다.

**글라이옥시좀은 식물의 종자에 주로 존재하며 지방산을 산화해 발아에 필요한 에너지를 얻는 소기관으로 특정 기능에 특화된 퍼옥시좀으로 볼 수 있다.