[생화학] 1.3 : 비공유결합성 상호작용(noncovalent interaction) - 2

 

 

이번 포스트에서는 noncovalent interaction이 biomolecule에 얼마나 중요한지를 보여줄 수 있는 예시들에 대해 조금 더 살펴보자.

 

 

 

 

위 그림은 hemoglobin을 나타내주고 있는데, 왼쪽 그림의 빨간색은 water를, 오른쪽 그림의 빨간색은 heme을, 양쪽 그릠의 파란색, 회색은 hemoglobin의 subunit들임.

 

 

보면 위 그림 왼쪽과 같이 water molecule이 hemoglobin 주위를 빽빽하게 둘러싸고 있어서, hemoglobin이 제 모양을 갖추고, 제 기능을 할 수 있도록 도와줌.

 

 

 

 

다음으로 위 그림은 cytochrome f 가운데 부분에 있는 water chain을 나타내주고 있음. 보면 5개의 water molecule들이 주변의 amino acid들과 (대략 12개의) hydrogen bond를 통해 연결되어 있음. 이렇듯 중심에 있는 물 분자가 있기 때문에 cytochrome f 내의 amino acid가 위와 같이 서로 인접한 채로 존재할 수 있고, 결과적으로 cytochrome f의 proper한 3차원 구조가 형성될 수 있는 것임.

 

 

한편, 위 그림에 표시된 물분자는 대부분의 경우 H2O의 형태로 존재하지만, 간혹 H3O+로 존재하는 경우도 있음. 이렇게 charge를 가지는 H3O+의 경우 charge를 가지는 amino acid와 더 강하게 interaction할 수 있음. 참고로 물 분자가 charge를 가지게 되는 반응은 인접한 물분자들간에 순서대로 relay 형식으로 일어나게 됨. 이를 proton hopping이라고 하며, 차후 포스에서 조금 더 자세히 알아볼 것임.

 

 

 

 

 

다음으로 위 그림은 arabinose-binding protein 내부에서 물 분자(5개)가 상호작용하고 있는 모습을 나타내주고 있음. 이 때 물분자들에 의해 arabinose-binding protein의 가운데에 형성된 pocket 속 부분에 arabinose가 쏙 들어갈 수 있음. 그 밖에 arabinose가 arabinose-binding protein에 결합할 때도 hydrogen bond가 중요하게 작용하고 있음. (이 때 멀리 떨어져 있던 amino acid를 끌어와주는 역할을 하는 것이 바로 물분자임)

 

 

한편 물에 녹는 solute에 의해서 water의 property가 변화할 수 있음.

 

 

우선 colligative property에 대해 알아보자. 이 property에 해당하는 것은 바로 boiling point, melting point, osmolarity 등이며, 이 property들은 solute의 농도 그 자체에만 의존하여 변화하게 됨.

 

다음으로 noncolligative property에 해당하는 것으로는 viscosity, surface tension, taste, color 등이 있으며, 이 property들은 solute의 chemical nature에 의존해서 변화함.

 

 

 

 

다음 포스트에서는 삼투압(osmotic pressure)에 대해 알아보자.