TCA 회로

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TCA 회로(TriCarboxylic Acid Cycle)는 세포 호흡의 중간 과정 중 하나로, 해당과정을 거친 탄수화물, 지방, 아미노산 등의 대사 생성물를 산화시켜 아데노신 삼인산(ATP)에 그 에너지를 일부 저장하고, 나머지를 NAD+, FAD 등의 중간체의 형태로 전자 전달계에 넘겨주는 과정이다. 최초로 회로를 돌기 시작하는 탄소 화합물이 카복실기 3개인 시트르산인 데서 명칭이 생겼으며, 시트르산 회로 혹은 발견자의 이름을 따 크렙스 회로라고도 불린다.

포도당의 순환 과정[편집]

TCA 회로의 전체적인 과정

소화되어 체내에 흡수된 포도당은 해당과정을 거쳐서 두 개의 피루브산으로 분해된다. 피루브산은 탈탄산 효소와 조효소 A(coenzyme A)의 작용으로 활성아세트산, 또는 아세틸 조효소 A(acetyl-CoA)로 전환되고, 이것이 회로 내의 옥살아세트산과 결합하여 시트르산을 생성함으로써 회로가 시작된다.

  1. 시트르산에 시트르산 탈수효소(Citric acid dehydrase)를 가하면 아코니트산(Aconitic acid)이 된다.
  2. 여기에 아코니트산 가수효소(Aconitic acid Hydrase)와 함께 물 한 분자를 가하면 아이소시트르산(Isocitric acid)으로 변한다.
  3. 아이소시트르산은 NAD+(TPN)에 두 개의 수소 이온과 두 개의 전자를 넘겨 주어 옥살숙신산(Oxalosuccinic Acid)으로 변하고, NAD+는 NADH(TPNH2)가 된다.
  4. 옥살숙신산은 이산화탄소 한 분자를 방출하고 알파케토글루타르산(α-Ketoglutaric Acid)이 된다.
  5. 알파케토글루타르산은 또 한 분자의 이산화탄소를 방출하고 NAD+(DPN)에 두 개의 수소 이온과 두 개의 전자를 넘겨 주며 동시에 CoA과 결합하여 숙신산 CoA(Succinyl Coenzyme A)가 되며, 앞의 NAD+는 NADH(DPNH2)가 된다.
  6. 숙신산 CoA는 다시 CoA와 떨어지며 ADP(Adenosine Diphosphate)와 인산에 에너지를 공급, 숙신산(Succinic Acid)이 된다(앞에서 ADP+Pi->ATP+H2O).
  7. 숙신산은 FAD(Fe2+ FA+)에 두 개의 수소 이온과 두 개의 전자를 넘겨 주어 FADH2(Fe2+ FA-H)를 만들고 푸마르산(Fumaric Acid)이 된다.
  8. 푸마르산에 푸마르산 가수효소(Fumaric acid hydrase)와 물 분자를 첨가하여 말산(Malic Acid)을 만든 후,
  9. NAD+(DPN)에 두 개의 수소 이온과 두 개의 전자를 넘겨 주어 NADH(DPNH2)를 만들면 맨 처음의 옥살아세트산이 된다.

다른 영양소의 순환[편집]

지방글리세린지방산으로 전환되는데, 글리세린은 일련의 과정을 통해 포도당으로 전환됨으로써 회로에 투입된다. 지방산은 베타 산화 과정을 거쳐 활성 아세트산으로 바뀌어서 회로에 투입된다. 아미노산의 경우, TCA 회로로부터 1분자의 ATP, 3분자의 NADH, 1분자의 FADH2를 얻을 수 있다. 포도당으로부터 두 개의 아세틸기가 생겨나므로, 해당 이후 포도당 한 분자에서 얻을 수 있는 것은 위의 두 배이다. 또한 앞의 분자들은 또 다른 과정을 통해 ATP를 만들며, 낮은 에너지의 수소 이온과 전자는 산소와 결합하여 물을 만든다.