[생화학] 21.2 : 아미노산 유도체의 생합성 - 2

 

 

 

지난 포스트에 이어서 살펴보자.

 

 

creatine & phosphocreatine synthesis

 

 

creatine은 glycine, arginine으로부터 합성될 수 있음.

 

 

 

 

 

이 때의 과정이 위 그림상에 나타나 있음. 보면 glycine과 arginine이 합쳐지고, 이 과정에서 ornithine이 release되며 guanidinoacetate가 만들어지게 됨. 이후 adoMet으로부터 methyl group이 전달되며 creatine이 만들어지게 됨. (참고로 이 때 adoMet에 methyl group을 공급해주는 것은 methionine임) 이어서 creatine은 creatine kinase의 도움 하에 ATP로부터 phosphate를 전달받아서 phosphocreatine으로 변환될 수 있음.

 

 

 

 

그리고 이렇게 형성된 phosphocreatine이 다시 creatine으로 돌아가는 과정에서, creatine은 resonance 구조를 가지며 더 안정해지기 때문에 그 결과 이 때의 hydrolysis 과정에서 43kJ/mol의 에너지가 방출되게 됨. 결국 이 energy는 위 그림 오른쪽 아래에 나타나 있는 것처럼 근육 내에서 ATP regeneration에 사용됨.

 

 

 

glutathione synthesis

 

glutathione(GSH)은 Glu, Cys, Gly으로부터 derive될 수 있음.

 

 

 

 

위 그림상에 GSH의 합성과정이 나타나 있음. 보면 glutamate의 γ 위치 carboxyl group과 cysteine의 amino group이 peptide bond를 형성하는 것처럼 합쳐져서 γ-Glu-Cys가 형성됨. (이 때 ATP 한 분자가 소모) 이어서 한 분자의 ATP가 더 소모되면서 glycine이 Cys에 이어서 연결되고 그 결과 reduced form의 glutathione(GSH)이 만들어지게 됨.

 

 

GSH는 많은 세포들에서 상당히 높은 양 존재하고 있으며, 이들은 reducing agent(antioxidant)로 작용함. 예를 들어 이들은 thiol group 등을 포함하는 protein, enzyme들을 계속 reduced state로 존재하게 해주며, metal cation 또한 reduced state로 존재할 수 있게 해줌. 이에 더해 toxic peroxide를 제거해주는 역할도 함.

 

 

실제로 2개의 GSH 내부 Cys에 포함되어 있는 S 2개가 서로 연결되면서 GSSG의 형태로 oxidize될 수 있고, 이 과정에서 coupling된 반응들을 reduction시켜주는 것임. (reduction potential을 제공해주는 역할)

 

 

 

 

 

실제로 mitochondria의 semiubiquitone 등에 의해서 O2-·의 superoxide가 형성될 수 있는데, 이 superoxide는 superoxide dismutase(SOD)에 의해서 H2O2로 변환됨. 이어서 이 녀석은 catalase에 의해 비로소 독성이 없는 H2O로 reduction될 수 있음.

 

 

그 밖에 H2O2는 GSH peroxidase에 의해서도 H2O로 전환될 수 있는데, 이 과정에서 reduction potential을 형성해주는 녀석이 바로 glutathione임. (구체적으로 GSH가 GSSG로 oxidation되는 과정에서 H2O2가 H2O로 reduction됨) 한편 GSSG는 다시 NADPH의 oxidation과 coupling되어서 GSH로 reduction될 수 있음.

 

 

 

D-amino acid synthesis

 

bacteria의 경우, cell wall의 구성성분인 peptidoglycan 내에 D-Al, D-glu를 포함하고 있음. 이 때의 D amino acid는 racemase에 의해 합성될 수 있음. (이 때 racemase는 PLP는 cofactor로 씀) 따라서 racemase inhibitor를 antibiotic한 용도로 사용되곤 함.

 

 

 

plant lignins, hormones, natural products synthesis

 

 

plant의 rigid polymer인 lignin은 Phe, Tyr과 같은 aromatic amino acid로부터 유래되며, plant의 growth hormone인 Auxin은 aromatic amino acid의 일종인 Trp로부터 합성될 수 있음. 그 밖에 향신료인 nutmeg, vanilla, 혹은 morphine 등의 alkaloid 등도 aromatic amino acid들로부터 만들어질 수 있음.

 

 

 

 

위 그림에는 Auxin이 합성되는 과정, 향신료의 일종인 Cinnamate가 합성되는 과정이 나타나 있음. 우선 auxin의 경우 tryptophan에서 decarboxylation이 일어날 시 indole-3-acetate(auxin)가 만들어질 수 있음. 한편 phenylalanine에서 deamination이 일어나게 되면 Cinnamate가 만들어질 수 있음.

 

 

 

다음 포스트에서 이어서 살펴보자.