해당과정(glycolysis)은 포도당(glucose) 1분자가 피루브산(pyruvate) 2분자로 분해되면서 ATP 2개와 NADH 2개를 순생산하는 반응이다.
❶ 생각해 보셨나요?
해당과정이 ‘에너지를 만드는 과정’이라고 배웠다면, ATP가 어디서 갑자기 나타나는 것처럼 느껴졌을 수 있다. 그런데 실제로 ATP가 ‘생성’되는 것인지, 아니면 다른 무언가가 변환되는 것인지, 그 차이가 왜 중요한지 생각해 본 적 있는가.
❷ 해당과정의 실제 반응식은 무엇인가
한 문장으로 정리하면 이렇다.
포도당(탄소 6개) → 피루브산(탄소 3개) × 2
포도당은 탄소 6개짜리 분자다. 피루브산은 탄소 3개짜리이므로, 1개의 포도당에서 정확히 2개의 피루브산이 나온다.
이 과정에서 함께 생산되는 것은 두 가지다.
- ATP 2개 (순생산): 처음에 ATP 2개를 투자하고 4개를 회수하므로 순수익은 2개
- NADH 2개: NAD⁺가 환원되어 만들어지는 고에너지 전자 운반체
NADH는 무엇인가
NADH는 두 가지 용도로 쓰인다. 미토콘드리아 전자전달계로 들어가면 NADH 1개당 ATP 약 2.5개를 생산할 수 있다. 또는 다른 분자에 수소를 넘겨주어 그 분자를 환원시키는 데 쓰인다. 즉 NADH는 에너지 저장체이자 환원력(reducing power)의 운반체다.
❸ ATP가 ‘만들어진다’는 표현이 왜 정확하지 않은가
해당과정에서 ATP가 갑자기 생기는 것이 아니다. ADP가 ATP로 변환된다. 이 차이는 중요하다.
ADP(빈 틀)가 없으면 ATP도 만들어지지 않는다. 마찬가지로 NAD⁺가 없으면 NADH도 만들어지지 않는다. 따라서 해당과정이 계속 진행되려면 두 가지 조건이 반드시 충족되어야 한다.
- ADP의 지속적 공급: ATP가 소비되어야 ADP가 생기고, ADP가 있어야 다시 ATP가 만들어진다
- NAD⁺의 지속적 공급: NADH가 산화되어 NAD⁺로 돌아와야 다음 반응이 진행된다
산소가 없는 상황에서 젖산(lactate)이 만들어지는 이유도 여기에 있다. 전자전달계가 막히면 NADH가 NAD⁺로 돌아오지 못하므로, 젖산 생성을 통해 NAD⁺를 강제로 회수하여 해당과정을 이어가는 것이다.
❹ 결국
해당과정의 핵심은 포도당이 피루브산으로 쪼개지면서 ATP와 NADH를 소량 생산한다는 것, 그리고 이 과정이 ADP와 NAD⁺의 재공급에 의존한다는 것이다. 이 두 원료가 끊기면 해당과정도 멈춘다.
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