[생화학] 12.3 : ATP - 3

 

 

 

지난 포스트에 이어 ATP에 대해 조금 더 알아보자.

 

 

 

 

실제로 위 예시에서도 알 수 있는 것처럼 ATP는 일반적으로 인산기를 전달하는 역할을 하게 됨. 물론 예외는 있는데, 근수축에서 myosin에 ATP가 붙어있다가 hydrolysis될 시에는 phosphate의 transfer가 아니라 ATP의 가수분해 그 자체에 의해서 근수축이 일어나게 됨.

 

 

 

 

참고로 위 그림 위쪽에 나타나 있는 것(high-energy compound)과 같이 ΔG가 ATP 합성반응보다도 더 큰 음수인 일부 hydrolysis 반응의 경우 위와 같이 ATP 합성과 coupling되어서 ATP regeneration에 기여하기도 함. 그 밖에, 이렇게 만들어진 ATP는 low-energy compound들에 인산기를 전달해주는 식으로 사용될 수 있음.

 

 

 

한편, 앞서 ATP는 thermodynamically unstable하다 했음. (쉽게 가수분해 가능) 그러나 흥미롭게도 ATP는 kinetically stable한데, 실제로 activation energy가 200-400kJ/mol 정도나 되어서 ATP의 가수분해 반응은 ATP 그 자체만 둥둥 떠다니고 있을 때는 거의 일어나지 않고 있다고 보아도 무방함. 그러다가, enzyme과 만나게 되면 비로소 activation energy가 낮추어지고 반응이 진행되는 것임.

 

 

 

 

그리고, ATP의 경우 위와 같이 인산기의 position에 따라 각 인산기를 α, β, γ phosphate로 이름붙이는데, 3개의 phosphate 중 어느 것을 공격하는지에 따라서 위 그림 (a), (b), (c)와 같이 각기 다른 반응이 일어날 수 있음. 우선 (a)의 경우 phosphoryl transfer이며 product에 인산기 하나가 붙고 ADP가 방출되는 형태임. 다음으로 (b)의 경우 pyrophosphoryl transfer이며 product에 인산기 2개가 붙고 AMP가 방출되는 형태임. 마지막으로 (c)의 경우 adenylyl transfer이며 AMP가 product에 붙고 pyrophosphate가 방출되는 형태임.

 

 

 

한편, nucleotide diphosphate kinase라는 것이 있는데, 이 녀석은 ATP의 phosphate를 다른 nucleotide diphosphate에 전달하는 역할을 함. 그 밖에, muscle contraction이 격렬하게 일어나서 다량의 ADP가 생성된 경우 이 녀석은 ATP의 기능을 방해할 수 있음. 따라서 adenylate kinase가 ADP 2분자를 ATP 한 분자와 AMP 한 분자로 전환시켜주기도 함. 그 밖에, 앞서 살펴봤던 것처럼 phosphocreatine의 경우 skeletal muscle에 거의 30mM 가량 과량으로 존재하고 있는데 (다른 조직에는 대략 5-10mM 정도 존재하고 있음) 이들을 이용할 시 catabolic pathway를 거치지 않고 신속히 ATP를 생산할 수 있음. 마지막으로 polyP의 경우 pi들이 linear하게 연결된 형태로, polyP가 증가할 시 starvation adaptation에 필요한 gene expression이 증가되는 등의 일이 일어남.

 

 

 

다음 포스트부터는 생물학적으로 관찰되는 산화-환원반응(oxidation-reduction reaction)에 대해 알아보자.