나의 세상

앞서 언급했듯, 포도당은 크게 네 개의 대사 운명을 겪는다. ​ ① 구조적 중합체의 형성 : 셀룰로스 등의 복합 다당류 형성 ② 다당류 형성 : 글리코겐, 녹말, 슈크로스로의 저장 ③ 당분해 경로를 통한 산화 : 피루브산 형성 ④ 인산 오탄당 경로를 통한 산화 : 5-인산 라이보스 형성 ​ 분해되는 포도당은 대부분 당분해 과정을 거쳐 피루브산으로 산화된다. 하지만 특정 세포에서는 인산 오탄당 경로[Pentose phosphate pathway, 인산글루콘산 경로(Phosphocluconate pathway), 일인산 육탄당 경로(Hexose monophosphate pathway)]가 특히 중요하다. ​1. 인산 오탄당 경로 개요 ​ 인산 오탄당 경로의 시작점은 6-인산 포도당이다. 인산화된 포도당은 N..

대부분의 조직에서 대사 에너지는 거의 전적으로 포도당에 의존한다. 그래서 외부로부터의 포도당 유입이 없을 때 포도당이 고갈될 경우 개체는 심각한 손상을 입을 수밖에 없다. 때문에, 비탄수화물 전구체(피루브산 등)로부터 포도당을 합성하는 포도당신생성(Gluconeogenesis) 경로가 모든 종에서 발달되어왔다. ​ 1. 포도당신생성 개요 ​ 포도당신생성 반응은 당분해 과정처럼 모든 조직과 모든 종에서 본질적으로 동일하고, 반응의 전구체로 쓰이는 물질 정도만 조금씩 다르다. 동물, 그중에서도 특히 포유동물의 간세포에서 일어나는 포도당신생성은 당분해 반응의 역과정에 가장 가깝다. 이번 글에서는 가장 기본적인 포도당신생성 반응에 대해 알아보도록 하자. 두 과정을 함께 살펴보는 것이 공부하는 데 있어 도움이 많..

앞 글에 이어서 당분해에 대한 이야기를 계속해 가보도록 하자. 당분해는 모든 당의 공통 대사경로다. 앞서 당분해 과정은 포도당의 대사만을 다뤘는데, 다른 당은 어떻게 당분해 경로를 거치게 되는가? 3. 다른 단당의 경로 1) 과당 과당은 주로 슈크로스의 가수분해에 의해 생성된다. 과당은 육탄당인산화효소에 의해 인산화되어 6-인산 과당이 된다. 6-인산 과당은 당분해 과정의 중간체 중 하나이므로 바로 당분해 경로로 들어가게 된다. ​ 반면, 간에서 과당은 다른 경로로 이동한다. 과당인산화효소(Fructokinase)는 과당의 1번 탄소를 인산화해 1-인산 과당을 형성한다. ​ 이후, 1-인산 과당은 1-인산 과당 알돌레이스(Fructose 1-phosphate aldolase)에 의해 글리세르알데하이드와 ..

대사경로의 기초 중 '대사경로의 조절'을 다루기 앞서, 가장 간단하고 중요한 '포도당 대사'에 대한 내용을 배우고 넘어가고자 한다. 포도당 대사에는 당분해, 포도당 신생성, 인산 오탄당 경로가 있다. 추가로 당분해의 산물인 피루브산의 혐기성 대사까지 다룬 후, 포도당 대사의 지식을 바탕으로 대사경로의 조절을 다뤄보기로 하자. 포도당은 크게 네 개의 대사 운명을 겪는다. ​ ① 구조적 중합체의 형성 : 셀룰로스 등의 복합 다당류 형성 ② 다당류 형성 : 글리코겐, 녹말, 슈크로스로의 저장 ③ 당분해 경로를 통한 산화 : 피루브산 형성 ④ 인산 오탄당 경로를 통한 산화 : 5-인산 라이보스 형성 ​ 이번 글에서 다루는 내용은 '③ 당분해 경로를 통한 산화'이다. ​ 1. 당분해 개요 ​ 당분해(Glycoly..

이번 글에서는 산화-환원, 특히 생체 내에서 일어나는 생물학적 산화-환원 반응에 대해 알아보도록 하자. 1. 산화-환원 반응 개요 ​ 산화-환원 반응은 다음과 같이 정의된다. 산화 환원 산소와의 결합 산소와 결합할 때 산소와 떨어질 때 수소의 이동 수소를 뺏길 때 수소를 얻을 때 전자의 이동 전자를 뺏길 때 전자를 얻을 때 이 중 가장 정확한 산화-환원 반응의 정의는 '전자의 이동'에 따른 정의이다. ​ 모든 원소는 고유의 전자를 끌어당기는 힘, 전기 음성도를 갖고 있다. 생체 내 주요한 원소들의 전기 음성도 서열은 다음과 같다. ​ H < C < S < N < O ( 오른쪽으로 갈수록 전기 음성도가 커진다.) ​ 예를 들어, CH4를 보면, 탄소가 수소보다 전기 음성도가 높으므로, 네 개의 공유 전자쌍..

이번 글에서는 생화학적 공통 반응과 생체 내 에너지 화폐로 사용되는 ATP의 기초적인 내용에 대해 이야기해보도록 하자. 대부분의 생체 반응은 다음의 다섯 가지 반응으로 정리할 수 있다. ​ 1) 탄소 결합 형성 및 절단 2) 분자 내 전자의 재배열 (이성질화, 제거 반응을 포함한다.) 3) 유리라디칼 반응 4) 작용기의 전달 반응 5) 산화-환원 반응 ​ 각 반응에 대한 자세한 내용은 차후 대사 과정을 공부하며 나올 때 다시 살펴보도록 하고, 이번 글에서 자세하게 다룰 반응은 4) 작용기의 전달 반응, 그중에서도 특히 ATP의 인산기 전달 반응이다. ​ 시작하기에 앞서 두 가지 기본적인 화학 원리에 대해 우선적으로 알아두자. ​ 첫째, 공유결합은 균일(Homolytic)하거나 비균일(Heterolytic..

다양한 대사경로에 대한 논의를 하기 전, 우선 기본적인 열역학, 생화학적 틀을 잡아두는 것이 중요하다. 이번 글에서는 가장 먼저 열역학적 기초에 대한 논의를 해보도록 하자. 생체 내 모든 반응은 에너지의 출입과 함께 이루어진다. 화학 반응에서의 에너지 변화는 다음의 세 가지 열역학적 양으로 정의된다. ​ 1) 깁스 자유에너지 (Gibbs Free energy, G) : 일정한 온도와 압력 하에서 일을 할 수 있는 에너지의 양 2) 엔탈피 (Enthalpy, H) : 반응계의 총 열량 3) 엔트로피 (Entropy, S) : 반응의 무질서도 ​ 우선 엔트로피부터 살펴보자. 반응에서 생성물이 반응물보다 무질서해질 때, 즉 덜 복잡해질 때 이 반응은 엔트로피를 획득하는 반응이다. 덜 복잡해지는 반응은 쉽게 말..

앞서 생화학 (상)에서는 생체 내의 구조와 촉매에 대해 다루었다. 생화학 (하)는 제 Ⅱ부 '생체에너지학과 대사', 제 Ⅲ부 '정보전달경로'로 구성된다. ​ 이번 글에서는 제 Ⅱ부의 전반적인 개괄을 살펴보자. ​ 앞으로 한동안 '중심 대사경로'에 관한 이야기를 할 것이다. 중심 대사경로는 모든 생물에 있어 거의 유사한 몇 가지 대사 경로를 의미한다. 여기서 대사(Metabolism)란 생체 내에서 일어나는 모든 화학적 변환을 말한다. ​ 대사 과정은 전구체(Precursor)가 대사물을 거쳐 산물(Product)로 전환되는 과정이다. 이때 전구체가 산물로 분해될 경우 이를 이화(Catabolism), 반대의 경우를 동화(Anabolism)라 한다. 이화는 에너지의 방출, 동화는 에너지의 흡수가 함께 이루..