나의 세상

케톤이 무엇인지는 다음의 게시글을 참고하라. [생화학] 카보닐, 아실, 알데하이드, 케톤 (Carbonyl, Acyl, Aldehyde, Ketone) 생화학 기전을 이해하는 데 특수한 작용기(Functioanl group)에 대한 이해와 탄화수소 명칭을 아는 것은 매우 중요하다. 이번 글에서는 가장 기초가 되는 카보닐기(Carbonyl group)와 아실기(Acyl group), 알 myw0rld.tistory.com 여러 조직 중 특히 간에서 지방산 산화 과정을 통해 생성된 아세틸-CoA는 크게 두 가지 대사 운명을 겪는다. ① 시트르산 회로를 통한 산화 ② 케톤체(Ketone bodies)로의 전환 이번 글에서는 ②, 케톤체로의 전환을 다뤄보도록 하자. 1. 케톤체 케톤체는 간의 미토콘드리아 내부에..

앞선 글에서 아실-CoA가 카니틴 왕복 통로를 통해 미토콘드리아 내부로 유입되는 과정까지 알아보았다. 이번 글에서는 미토콘드리아 내부로 유입된 지방산이 어떻게 산화되는지에 대해 알아보도록 하자. 1. 지방산의 산화 개요 미토콘드리아 내부로 유입된 아실-CoA의 공통 구조는 다음과 같다. 지방산의 산화는 아실-CoA의 탄소 2개가 아세틸-CoA의 형태로 떨어져 나가며 진행된다. 대략적인 반응 그림은 다음과 같다. 아실-CoA의 β 탄소가 산회되어 카보닐기를 형성하면, β 탄소와 α 탄소 단일결합의 분해가 일어날 수 있다. 분해된 β 탄소에는 다시 CoA가 결합해 위 반응을 다시 수행한다. 이 반응은 β 탄소가 산화므로 β 산화(β Oxidation)라 불리고, β 산화는 지방산 이화의 주요 경로이다. β ..

생화학 기전을 이해하는 데 특수한 작용기(Functioanl group)에 대한 이해와 탄화수소 명칭을 아는 것은 매우 중요하다. 이번 글에서는 가장 기초가 되는 카보닐기(Carbonyl group)와 아실기(Acyl group), 알데하이드와 케톤을 비롯한 탄화수소 분류에 대해 알아보도록 하자. 1. 구조식 화합물을 구성하는 각 원자가 어떻게 결합해있는가를 나타낸 그림을 구조식이라 한다. 구조식은 그 분자의 구조를 표현하기에 매우 좋은 방식이나, 탄소 화합물 처럼 그 구조가 대단히 복잡한 경우에는 구조식을 보아도 한 눈에 분자의 구조를 파악하기가 난해해진다. 때문에, 유기 고분자에서 중심이 되는 탄소와 매우 많은 수가 결합하는 수소를 생략한 골격 구조식을 주로 사용한다. 따라서 생화학을 공부하기 전 골..

지방[Fat, 중성 지방(Neutral fat) 혹은 트라이아실글리세롤(Triacylglycerol)이라 불리기도 함]은 지질(Lipid)의 한 종류다. 지질이란 물에 녹지 않는 불용성 생체 분자를 통칭한다. 그 중에서도 지방은 세포 내 에너지의 저장 역할을 담당한다. 지방은 한 분자의 글리세롤(Glycerol)과 세 분자의 지방산(Fatty acid)이 결합해 이루어진다. 글리세롤은 세 개의 수산화기를 갖는 3탄소 화합물이다. 지방산은 카복실기를 가진 긴 사슬 탄화수소를 일컫는다. 생체 지방산의 탄소 수는 대개 짝수로 증가한다. 탄화수소 사슬이 모두 단일 결합으로 이루어진 경우 이를 탄소가 수소로 포화되었다는 뜻에서 포화지방산(Saturated fatty acid)이라 한다. 반면, 하나 이상의 이중 ..

시트르산 회로(Citric acid cycle)는 트라이카복실산 회로(Tricarboxylic acid cycle, TCA 회로) 혹은 크랩스 회로(Krebs cycle)라 불리기도 한다. 크랩스는 시트르산 회로의 발견자이다. 시트르산은 세 개의 카복실산(-COO- 혹은 COOH)을 갖는 6탄소 화합물이다. 시트르산 회로를 거치며 시트르산의 카복실기 2개는 CO2의 형태로 방출된다. TCA 회로의 명칭은 여기서 왔다. 시트르산 회로의 첫단계는 옥살아세트산(Oxaloacetate)이 아세틸-CoA로부터 아세틸기를 전달받아 시트르산(Citrate)을 형성하는 것이다. 아세틸기를 전달한 CoA는 다시 PDH 복합체로 돌아간다. 이후 시트르산은 여러 단계를 거쳐 두 분자의 CO2, 3분자의 NADH, 1분자의 ..

당분해 과정의 산물인 피루브산은 호기성 조건에서 이산화탄소와 물로 완전히 산화된다. 이를 호흡(Respiration), 또는 세포 호흡(Cellular respiration)이라 부른다. 세포호흡은 3가지 주요한 단계를 갖는다. 1단계에서, 피루브산을 비롯한 다양한 탄소 화합물이 아세틸-CoA를 형성한다. 2단계에서 아세틸-CoA는 시트르산 회로로 유입된다. 이때 NADH와 FADH2를 형성된다. 3단계에서 NADH, FADH2는 전자전달계로 들어가 산화인산화(Oxidative phosphorylation) 반응을 통해 ATP를 생성한다. 각 단계의 자세한 기전은 매우 복잡하다. 이번 글에서는 1단계, 아세틸-CoA의 형성을 다룬다. 1. 피루브산의 산화 피루브산은 당분해의 산물이다. 당분해는 세포질에서..

넘치는 포도당은 식물에서 전분, 녹말의 형태로, 동물에서 글리코겐(Glycogen)이라 불리는 중합체의 형태로 저장된다. 특히 척추동물에서 글리코겐은 간 무게의 약 10%를 차지할 정도로 중요하다. 포도당을 글리코겐으로 저장하는 이유는 포도당이 혈액에 떠다님으로써 혈당을 높이는 것을 막기 위함이다. 글리코겐 기본 입자는 약 55,000개의 포도당 분자로 구성되며, 12~14개 정도의 포도당이 가지를 이루고, 각각의 가지가 분지점에서 서로 얽혀있는 구조이다. 글리코겐의 노출된 가지 끝부분은 포도당의 4번 탄소(비환원 말단) 방향이다. 글리코겐 과립(Granules)은 글리코겐 분자와 글리코겐 합성, 분해 효소, 효소 조절 인자 등으로 구성된 복잡한 집합체다. 글리코겐은 주로 간과 근육에서 저장되는데, 두 ..

포유동물에서 포도당신생성(Gluconeogenesis)은 주로 간에서 일어난다. 포도당신생성의 목적은 글리코젠 저장이 고갈되어 포도당의 공급이 불가능할 때 다른 조직으로 포도당을 제공하기 위함이다. 앞서 배웠던 당분해와 포도당신생성의 차이를 생각해보자. 포도당신생성은 단순히 당분해의 역반응이 아닌, 3개의 우회 반응이 존재한다. 나머지 7개 반응은 매우 가역적이다. 대사경로의 조절때 배웠던 내용을 떠올려보자. 당분해와 포도당신생성 조절의 핵심 단계는 비가역적인 3개의 반응이다. 우회 경로 중 하나인 6-인산 과당 ↔ 1, 6-이중인산 과당 반응은 당분해와 포도당신생성에서 각각 다음과 같다. $ ATP + 6$-$인산 과당 \rightarrow ADP + 1,6$-$이중인산 과당 $ $ 1,6$-$이중인산..

대사 조절은 생화학의 핵심 주제 중 하나다. 세포 내에서 일어나는 수많은 반응들 중 '조절(Regulation)'을 피할 수 있는 반응은 없다. 대사(Metabolism)란 앞서 언급했듯, 세포 내에서 일어나는 모든 화학반응의 총체다. 거의 모든 대사반응은 세포 내에서 효소를 필요로 한다. 대사경로의 원리를 배우기 위해 우선 일반적인 대사경로의 조절 방식을 알아보고, 앞서 배웠던 '포도당 대사'에서의 조절, 그 후 글리코겐 대사의 조절을 살펴보도록 하자. 1. 대사경로의 조절 개요 세포의 환경은 때론 급격히 변화한다. 우리가 일상적으로 운동을 할 때, 근육 세포에서 ATP의 요구량은 수초 내에 100배나 증가한다. 우리는 매일 다른 음식을 먹으므로, 매일 얻는 영양소의 공급은 간헐적이고 또 비균일하다. ..

당분해를 거친 피루브산은 크게 두 개의 대사 운명을 겪는다. ​ ① 무산소 환경에서 : 발효 (Fermentation) ② 유산소 환경에서 : 시트르산 회로 ​ 이 글에서는 ①, 발효 과정에 대해 알아보도록 하자. 1. 발효 개요 ​ 당분해 과정에서 NADH는 미토콘드리아의 호흡사슬을 거쳐 NAD+로 산화된다. 이때 O2를 필요로 하는데, 때문에 저산소 환경에서는 NADH가 NAD+로 재생되지 않고, 당분해가 정지된다. 산소 호흡을 하는 생물에서는 격렬히 활동하는 근육 등에서 저산소 환경이 조성된다. 이때 발효가 진행된다. ​ 2. 젖산 발효 동물 조직의 근육, 적혈구 등과 같은 저산소 환경에서 피루브산은 젖산(Lactate)으로 환원되는 동시에 NADH를 NAD+로 산화시킨다. 이는 젖산 탈수소효소(L..