미토콘드리아 안에 과잉 축적된 아세틸 CoA는 시트르산(citrate)으로 전환되어 세포질로 빠져나온 뒤 다시 아세틸 CoA로 재합성되고, 이 경로를 통해 지방산이 만들어진다.
❶ 생각해 보셨나요?
탄수화물을 많이 먹으면 지방이 된다는 것은 알고 있다. 그런데 포도당이 분해되면 만들어지는 아세틸 CoA가 어떻게 지방산으로 바뀌는지 그 경로를 생각해본 적이 있는가.
❷ 왜 아세틸 CoA는 미토콘드리아에서 바로 나가지 못하는가
포도당이 분해되면 피루브산(pyruvate)이 만들어지고, 피루브산은 미토콘드리아 안에서 아세틸 CoA(acetyl-CoA)로 전환된다. 지방산 합성은 세포질(cytoplasm)에서 일어난다. 따라서 아세틸 CoA가 미토콘드리아에서 세포질로 이동해야 하는데, 아세틸 CoA는 분자가 크고 CoA가 붙어 있어서 미토콘드리아 막을 그대로 통과할 수 없다.
❸ 시트르산을 경유하는 이유는 무엇인가
이 문제를 우회하는 경로가 있다. 아세틸 CoA는 시트르산 회로의 첫 단계에서 옥살로아세트산(oxaloacetate)과 결합해 시트르산(citrate)이 된다. 시트르산은 미토콘드리아 막을 통과할 수 있다. 세포질로 나온 시트르산은 다시 아세틸 CoA와 옥살로아세트산으로 분해된다. 이렇게 얻은 세포질의 아세틸 CoA가 말로닐 CoA(malonyl-CoA)를 거쳐 지방산으로 합성된다.
이 경로가 작동하는 조건은 아세틸 CoA가 충분히 남아 있을 때다. 시트르산이 미토콘드리아 안에 과도하게 축적되면 아코니타아제(aconitase)가 억제되고, 시트르산이 세포질로 빠져나오기 시작한다. 즉 잉여 에너지가 있을 때만 지방 합성이 일어난다. 뱃살이 늘어난다는 것은 아세틸 CoA가 충분히 남아돌고 있다는 신호다.
❹ 결국
탄수화물 과잉 섭취 → 아세틸 CoA 과잉 → 시트르산으로 세포질 이동 → 지방산 합성이라는 경로가 성립한다. 이 경로는 에너지가 충분할 때만 열린다는 점에서, 지방 축적은 단순한 칼로리 과잉의 결과이기도 하다.
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