놀면서 공부하기

이번 포스트부터 탄수화물의 명명법과 단당류에 대해 알아보도록 하자.   위 그림은 각종 작용기를 나타내주고 있으므로 참고할 것.     위 그림에는 다양한 functional group을 가지고 있는 Acetyl-coenzyme A가 나타나 있음.   carbohydrate는 (CH2O)n의 formula를 가지고 있음. 이 녀석은 plant에서 CO2와 H2O가 input으로 들어가 photosynthesis가 일어난 결과 만들어질 수 있음. 실제로 glyceraldehyde의 분자량은 대략 90g/mol정도, 이들이 모여 중합된 중합체 중 식물이 가진 중합체인 amylopectin의 경우 분자량이 200,000,000g/mol 정도임.  이들은 energy source이며 energy storage로..

이번 포스트에서는 효소 반응의 조절과정에 대해 알아보자.  enzyme regulation은 noncovalent modification에 의해 될 수도 있고(allosteric), covalent modification에 의해 될 수도 있으며(대표적인 예시가 post-translational modification), 그 밖에 regulation이 irreversible하게 될 수도 있고 reversible하게 될 수도 있음. 둘 다 굉장히 많이 발견됨.    우선 noncovalent modification에 의한 regulator의 대표적인 예인 allosteric regulator에 대해 알아보자.   이 경우 위와 같이 active site와 아예 별개의 부위에 allosteric regulat..

이번 포스트에서는 2개의 substrate가 있을 때의 반응에 대해 알아보자.  이 경우 특히나 substrate의 binding, product의 release와 관련된 kinetic mechanism을 이해하는 것이 중요함.    실제로 two-substrate reaction과 관련해 2가지의 kinetic mechanism이 있음. 첫 번째는 위 그림 (a)에 나타나 있는 sequential mechanism이고 두 번째는 위 그림 (b)에 나타나 있는 ping-pong mechanism임. 이 중 sequential mechanism부터 보면, 이 경우 ordered된 채로 S1과 S2가 순서대로 첨가되어서 ternary complex가 만들어진 후 생성물이 만들어지는 경우도 있고 그 밖에 S1..

지난 포스트에서 유도한 식에 이어서, 이제 다음으로 우리가 직접 측정하기 어려운 [E], [ES}와 같은 term들을 어떻게 제거해서 Km을 계산하기 쉽게 묘사할 수 있을지에 대해 생각해보자.   일단 우리는 처음에 넣어준 enzyme의 총량, 즉 [ET]의 값은 알고 있음. 그리고 [ET]=[E]+[ES]라는 관계식이 성립한다는 것도 알고 있음. 이를 이용해 우선 측정하기 곤란한 term 중 하나인 [E] term을 Km 식에서 없애보자.    그러면 Km 식을 결과적으로 위 그림 맨 아래에 나와있는 것과 같이 다시 쓸 수 있음.  그 다음으로 이제 [ES] term을 제거해보자. 이를 위해 기질의 농도가 매우 높은 극단적인 상황을 생각해보자. 이 상황이라면 앞서 살펴봤던 것처럼 초기속도는 Vmax에 ..

이번 포스트부터는 enzyme kinetics에 대해 알아보자.  kinetics를 본다는 것은 reaction rate을 본다는 것임.  이 때의 enzymatic reaction rate은 enzyme 자체, substrate, effector, temperature에 의해 영향을 받을 수 있음.    enzyme kinetics 관련 선구자적인 연구를 하신 분들이 Michaelis와 Menten임.  이러한 kinetics 연구를 통해 biocatalysis에 대한 정량적인 정보를 얻을 수 있고 mechanism을 알 수 있으며, enzyme을 더 좋게 만들어주는 연구도 할 수 있고, effective한 inhibitor도 만들 수 있으며 activity regulation에 대해서도 중요한 정보를..

이번 포스트에서는 펩티도글리칸(peptidoglycan)과 라이소자임(lysozyme)에 대해 알아보자.  peptidoglycan은 bacteria에서 단단한 cell wall을 만드는 주성분이라 할 수 있음. 이 때 이 peptidoglycan을 끊어줄 수 있는 녀석이 바로 lysozyme임. 그런데 peptidoglycan이 끊어지게 되면 bacterial cell wall의 구조가 제대로 유지되지 못하고 그 결과 bacteria의 lysis가 일어날 수 있음. 따라서 이러한 lysozyme은 주로 antibacterial enzyme으로 기능함.    위 그림은 peptidoglycan 중 polysaccharide 구조를 보여주고 있음. 보면 이 경우 GlcNAc와 Mur2Ac가 번갈아가면서 연..

이번 포스트에서는 HIV protease, hexokinase, 그리고 enolase에 대해 알아보자.  HIV protease는 aspartic acid protease의 일종임. HIV virus는 human immunodeficiency virus임. 최근에는 매우 좋은 drug들이 잘 개발되어서 거의 HIV infection에 의한 disease가 극복되었다고 봐도 무방함.  HIV protease는 HIV(kind of RNA virus or retrovirus)에 작용함. 이 때 보통 HIV의 genome은 한번에 다 translation되고 그 결과 polyprotein이 먼저 만들어짐. 그런데 이들은 여러 protein들이 연결된 상태이므로 그 자체로는 activity가 없음. 이 때 이들..

이번 포스트에서는 protease의 일종인 chymotrypsin에 대해 알아보자. 이 녀석은 소화 과정에서 단백질들을 더 작은 단위로 분해시켜주는 역할을 함.    chymotrypsin은 serine protease의 일종으로 위 그림과 같이 hydrophobic aromatic group을 R기로 가지는 amino acid가 있을 시 이 녀석 바로 옆의 결합을 끊어버리게 됨.    chymotrypsin의 active site는 위와 같이 생김. 보면 이 경우 Ser, His, Asp가 active site에서 매우 중요하게 작용함. 이 때 이들 셋을 뭉쳐서 catalytic triad라 부름. 한편 active site에는 hydrophobic pocket도 있는데 이 pocket에 앞서 살펴봤던..

지난 포스트에 이어서 효소의 특징에 대해 알아보자.    구체적으로 catalytic mechanism의 대표적인 종류들에 대해 알아보자.  첫 번째는 acid-base catalysis임.    위 반응을 먼저 간단하게 살펴보자. 보면 이 반응은 O가 C를 공격하면서 우선 가운데의 transient state가 형성되게 되면서 시작됨. 이후 이 transient state는 다시 substrate로 돌아갈수도, 혹은 O의 H는 떨어져나가고 N에는 H가 하나 더 붙으면서 다른 상태를 거쳐 product가 될 수도 있음. 이 때 이 두 번째 intermediate가 만들어지는 과정은 H가 붙고 떨어지는 과정을 수반하므로 acid-base reaction임. (이 때 base는 H를 잘 받고 acid는 H를..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어서 효소의 특징에 대해 알아보자.  우리 몸에서는 왜 굳이 inorganic catalyst가 아닌 organic catalyst를 써야하는가. 일반적인 경우 inorganic catalyst를 쓰는 경우 반응이 빠르고 효율적으로 일어나는 경우가 많음. 그런데도 불구하고 이런 녀석들이 제대로 기능하게 하기 위해서는 physiological하지 않은, 어찌보면 굉장히 harsh한 condition을 부여해야 함. 따라서 이런 조건은 생체 내에서 구현될 수 없음. 이 때문에 biocatalyst가 생체 내에서 사용되는 것임. 게다가 추가적으로 inorganic catalyst를 쓸 때는 보통 substrate를 한 종류만 넣어주는 경우가 많은데, 생체 내에서는 무수히 많은..