놀면서 공부하기

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..

이번 포스트부터는 효소(enzyme)에 대해 알아보자.  enzyme은 biological molecule로 만들어진 catalyst이며, 그렇기에 자기 자신은 소모되지 않으면서 reaction rate를 높여주게 됨.  대부분의 enzyme은 globular protein임. (enzyme이 역할을 하기 위해서는 globular한 형태가 더 적합함) 물론 예외도 있는데, ribozyme, ribosomeal RNA들은 RNA임에도 enzyme으로 작용할 수 있음.    위 그림에 나타나 있는 3명의 과학자들이 enzyme과 관련된 biology 발전에 크게 기여함.   우선 Buchner의 경우 cell-free yeast 추출물이 sugar를 alcohol로 분해시킬 수 있음을 확인함. 이를 통해 세..

. 이번 포스트에서는 근육의 수축 메커니즘에 대해 단백질의 기능을 위주로 살펴보자.    위 그림은 muscle의 구조를 보여주고 있음. 보면 myofibril이라는 가장 작은 단위들이 모여있는 구조가 관찰됨. 이 때 myofibril은 actin과 myosin을 포함하고 있음.  한편 sarcoplasmic reticulum은 endoplasmic reticulum의 일종으로, calcium을 저장하는 역할을 함.   myofibril은 thick filament와 thin filament로 구성되는데, 이 중 thick filament는 myosin으로, thin filament는 actin으로 구성되어 있음.     위 그림은 thick filament, 즉 myosin의 구조를 나타내주고 있음. ..

이번 포스트에서는 항원(antigen)과 항체(antibody)간의 상호작용에 대해 생화학적 관점에서 살펴보자.   사람의 immune system은 cellular immune system과 humoral immune system으로 나누어짐. cellular immune system은 infection된 우리의 own cell을 targeting하는 면역 system이며, 이 때의 key player는 macrophages, killer T cells (Tc ), inflammatory T cells (TH 1) 등임. 한편 humoral (fluid) immune system은 extracellular pathogen을 targeting하는 면역 system이며, 이 때는 antibody가 아주 중..

이번 포스트에서는 hemoglobin의 산소 affinity가 pH에 따라 어떻게 달라지는지에 대해 알아보자.    위 graph에서 Y가 0.5일 때의 부분압을 보면 Kd값을 알 수 있음. 보면 결과적으로 pH가 낮을수록 Kd값이 커짐. 이 말인즉슥 pH가 낮을수록 hemoglobin의 O2 affinity가 떨어짐.     우리 몸에 존재하는 gas 형태의 CO2는 물에 잘 녹지 않으므로 bubble을 형성할 수 있어서 위험함. 따라서 위와 같은 반응에 의해서 물에 더 잘 녹은 bicarbonate인 HCO3-가 만들어지게 됨. 그런데 이 과정에서 수소이온도 많이 증가함. 즉, 결과적으로 이산화탄소가 많은 지역의 pH는 (위 반응에 의해) 낮아지게 됨.  그런데 이산화탄소가 많은 곳은 active하게..

이번 포스트부터는 헤모글로빈에 대해 알아보자.  hemoglobin은 4개의 subunit들로 이루어져 있고, 각각이 하나씩의 산소와 binding 가능해 최대 4개의 산소가 binding될 수 있음.   이 때 각 subunit의 binding site들은 서로서로 interaction을 할 수 있고, 그 결과 cooperativity에 의해서 앞서 보았던 sigmoidal한 특징을 가지게 됨.   본격적으로 hemoglobin에 대해 알아보기 전에, cooperativity라는 개념 자체에 대해 조금 더 알아보자. cooperativity는 크게 두 가지 종류로 나눌 수 있음. 우선 positive cooperativity는 첫 번째 binding event에 의해서 다른 remaining site의..

이번 포스트부터는 globin 단백질을 통해 산소가 수송되는 과정에 대해 생화학적 관점에서 살펴보자.   globin의 일종인 myoglobin은 subunit이 1개인 반면 hemoglobin은 subunit이 4개임. 이들 둘 다 cofactor도 비슷하고, O2와 binding한다는 사실 자체도 비슷함. 다만 차이도 있음. (흔히 myoglobin은 산소를 storage하고, hemoglobin은 산소를 transport함)  protein의 side chain들은 어떤 종류가 오더라도 O2와 강한 affinity를 보일 수 있는 녀석들이 없음. 물론 몇몇 transition metal들은 O2와 아주 잘 붙음. 그러나 transition metal이 solution에 free한 상태로 있을 경우 ..

이번 포스트부터는 단백질의 기능에 대해 중점적으로 알아보자. protein이 제대로 된 기능을 하기 위해서는 다른 요소들과의 interaction이 필수적으로 필요함. 따라서 이들 interaction에 대한 regulation도 이루어짐. protein, 그 중에서도 흔히 관찰되는 globular protein들은 아래와 같이 다양한 function을 가지고 있음. 대표적으로 myoglobin의 경우 O2를 storage하는 역할을, hemoglobin의 경우 O2를 transport하는 역할을 수행함. 생체 내 대부분의 반응들은 위와 같이 reversible함. (물론 일부는 irreversible하기도 함) 한편 protein에 붙는 molecule을 통칭해서 ligand라 부름. ligand는 일..

이번 포스트부터는 성 행동(sexual behavior)에 대해 알아보자.  sex는 male, 혹은 female이 되기 위한 biological state를 의미함. sex는 chromosome, hormone, body anatomy 등에 의해 결정됨. 한편 gender는 어떤 사회, 문화적 차이에 의해 만들어지는 남성성, 여성성을 의미함. 따라서 gender적인 관점에서 봤을 때는 male, female에 대한 논의가 아니라 masculine, feminine에 대한 논의가 이루어져야 할 것임. sex specific behavior와는 달리 gender specific behavior는 한층 더 복잡한데, 이 경우 genetics, hormone, introspection(스스로 생각하는 나의 정..