[생화학] 12.3 : ATP - 2

 

 

이전 포스트에 이어서 ATP에 대해 살펴보자.

 

 

한편, ATP 등에 의해서 phosphorylate된 화합물들 중 일부는 아주 큰(심지어 ATP보다도 더 큰) 절댓값의 ΔG'o을 가지는 경우도 있음.

 

 

 

 

대표적인 예가 위 그림에 나타나 있는 PEP임. 보면 PEP에 물이 들어가 인산기가 떨어져나오는 hydrolysis 반응의 결과 생성되는 pyruvate가 enol form과 keto form을 오가는 tautomerization을 통해 안정화될 수 있음. (더 구체적으로는, 특별히 더 안정한 keto form이 되면서 생성물이 더 안정화됨) 이런 안정화에 의해서 결과적으로 PEP의 가수분해반응은 ATP의 가수분해반응보다 더 favorable함.

 

 

 

 

그 밖에, 위 그림에 나타나 있는 1,3-BPG가 3-phosphoglycerate가 되는 반응을 보게 되면, 이 경우 가수분해의 결과 형성되는 carboxylic acid가 ionization될 시 공명구조를 가질 수 있게 되어 안정화될 수 있음. 그렇기에 1,3-BPG의 가수분해반응도 상당히 favorable함.

 

 

 

 

이 밖에 위 그림에 나타나 있는 phosphocreatine의 hydrolysis 반응의 경우에도 유사하게 생성물이 공명구조를 가지게 되면서 안정화되게 되고, 결과적으로 이 반응도 상당히 favorable함. 이 반응은 실제로 ATP의 regeneration과 coupling되어있기도 함.

 

 

 

 

위 표에는 각종 물질들이 hydrolysis되는 반응의 자유에너지 변화 값이 나타나 있으므로 참고할 것.

 

 

 

 

다음으로 위 그림에 나타나 있는 것과 같은 acetyl-CoA의 hydrolysis 반응에 대해 알아보자. 이 경우 내부에 thioester bond를 가지고 있는데, 이 bond가 끊어지며 CoA가 빠져나감. 한편, 이와 동시에 물이 들어가면서 acetic acid가 만들어지는데, 이 acetic acid가 다시 ionization될 시 acetate가 되면서 공명구조를 띄게 되어서 안정화됨. 그러다 보니 이 반응도 상당히 favorable함.

 

 

 

 

실제로 위 graph를 보면, thioester를 가진 화합물에서 acetate가 될 때와 oxygen ester를 가진 화합물에서 acetate가 될 때의 자유에너지 변화량을 볼 시 thioester를 가진 화합물에서 출발할 때의 ΔG 값이 훨씬 더 크다는 것을 알 수 있음. 이는 oxygen ester를 가진 녀석의 경우 이미 내부에 공명구조가 형성되어 있어서 어느 정도 안정화되어있기 때문임.

 

 

정리하자면, hydrolysis 반응에 있어서 large negative ΔG를 가지게 하는 요소로 1) electrostatic repulsion의 감소(ATP), 2) ionization을 통한 안정화(ATP, acyl phosphate thioester), 3) isomerization(tautomerization, PEP), 4) resonance structure의 형성(creatine acyl phosphate, thioester, Pi) 등이 있음.

 

 

다음 포스트에서 이어서 알아보자.