놀면서 공부하기

앞서의 포스트에서는 전통적인 gluconeogenesis 과정에 대해 살펴봄.    실제로 지금까지는 위 그림 오른쪽에 나타나 있는 것과 같은 반응을 살펴봄. 그런데, 사실 이 외에도 위 그림 왼쪽과 같이 변화할 수 있음. 왼쪽의 경우 pyruvate이 mitochondria로 들어가 oxaloacetate로 바뀌고, 이어서 NAD+ regeneration과 함께 malate로 바뀐 뒤 이 malate가 cytosol로 나가 다시 NADH 형성반응과 coupling되어서 oxaloacetate가 되고 결국 이 녀석이 PEP가 되게 됨. 한편 오른쪽의 경우 pyruvate이 곧바로 mitochondria로 간 뒤 oxaloacetate로 변하고, mitochondria 내부에서 PEP로 변한 뒤 이 것이 ..

이번 포스트부터는 당신생합성(gluconeogenesis)에 대해 알아보자.    위 그림에는 gluconeogenesis와 관련된 다양한 경로들이 나타나 있음. 이 때 알 수 있는 것처럼 다양한 시작물질들로부터 glucose가 생합성되는 것이 가능함.     위 그림의 왼쪽에는 glycolysis가, 오른쪽에는 gluconeogenesis가 나타나 있음. 이 때 glycolysis는 주로 muscle, brain 등에서 일어나는 반면 gluconeogenesis는 주로 liver에서 일어남.  gluconeogenesis는 단순히 glycolysis의 역반응이 아님. 특히 위 그림상에서 pyruvate이 PEP로 바뀌는 반응, F1,6BP가 F6P로 바뀌는 반응, G6P가 glucose로 바뀌는 반응의..

지난 포스트에 이어서 이번에는 ethanol fermentation(에탄올 발효)에 대해 알아보자. 이 fermentation은 2 step으로 일어남. 첫 번째 반응은 pyruvate decarboxylase에 의해 촉진되고, 두 번째 반응은 alcohol dehydrogenase에 의해 촉진됨. 참고로 이 때 pyruvate decarboxylase는 인간이 가지고 있지 않은 반면(그래서 인간에서는 ethanol fermentation이 일어날 수 없음) alcohol dehydrogenase는 인간도 가지고 있음.    위 그림에 대략적인 반응이 나타나 있음. 우선 첫 번째 반응에서는 pyruvate에서 CO2가 떨어져나오며 acetaldehyde가 됨. 이 때 빠져나온 CO2는 beer에서의 ca..

이번 포스트부터는 발효(fermentation)에 대해 알아보자.    앞서 위와 같이 3C 분자인 pyruvate가 여러 pathway로 갈 수 있음을 봤었음. 이 중 ethanol fermentation에서는 3C인 pyruvate가 결국 2C인 ethanol로 바뀌면서 CO2가 발생하게 됨.  anaerobic glycolysis가 일어날 때에는 필연적으로 fermentation도 일어나는데, fermentation 과정에서 pyruvate 분자를 다른 분자로 reduction시키면서 동시에 NAD+를 regeneration시켜주게 됨.  먼저 lactate fermentation(젖산 발효)에 대해 알아보자. 이 fermentation은 아주 격렬한 운동 시 우리의 근육 내에서 일어날 수 있음. ..

이번 포스트에서는 지금까지 알아봤던 glucose 이외에, 다른 monosaccharide, oligosaccharide, polysaccharide들이 glycolysis로 유입되는 과정에 대해 알아보자.     위 그림에는 intracellular glycogen이 분해되는 반응이 나타나 있음. 보면 glycogen의 nonreducing end 쪽 glucose가 inorganic phosphate를 공격하게 되고 그 결과 위 그림 아래와 같이 한 단위가 짧아진 glycogen과 함께 glucose 1-phosphate가 생성됨. 한편 이후 G1P는 mutase에 의해 G6P로 바뀌게 되고, 이렇게 해서 생성된 G6P는 glycolysis로 들어가게 됨. 참고로 이 과정을 생각해보면 일반적으로 gl..

지난 포스트에 이어 7단계부터 이어서 살펴보자.    step 7 - 1st production of ATP     다음에는 위 그림에 나타난 것과 같이 1,3-BPG와 ADP가 반응해 3-phosphoglycerate와 ATP가 만들어지는 반응이 일어나며(즉, 1,3-BPG라는 high-energy compound를 이용해 ATP를 생산하는 것), 이 반응의 효소는 phosphoglycerate kinase임. (이 효소의 이름이 kinase인 이유는, 처음에 효소의 이름을 지을 때 역반응을 생각하고 지었기 때문) 그 밖에 이 반응에는 cofactor로 Mg2+도 필요함. 한편 이 반응의 ΔG 'o는 -18.8kJ/mol인데, 애초에 1,3-BPG에서 인산기가 떨어져나가는 반응의 ΔG 'o는 대략 -4..

지난 포스트에 이어 4단계부터 이어서 살펴보자.   step 4 - aldol cleavage of F-1,6-bP     위 그림에 나타난 바와 같이 F-1,6-bP가 aldolase라는 효소에 의해 dihydroxyacetone phosphate(DHAP)와 glyceraldehyde 3-phosphate(G3P 혹은 GAP)으로 cleavage되는 반응이 일어남. 이 반응의 ΔG 'o는 꽤나 큰 양수인데, 이 반응은 주변 condition에 따라서 양방항으로 모두 일어날 수 있음. 다만 glycolysis가 정방향으로 쭉 일어나고 있는 상황이라면 product가 생성되는 족족 없어지므로 ΔG가 작아져서 정반응이 잘 일어날 수 있게 됨. 참고로 앞서서도 언급한 것처럼 이 반응의 역반응이 aldol c..

이번 포스트부터는 해당과정 하나하나에 대해 자세히 알아보자.   step 1 - phosphorylation of glucose    첫 번째 반응은 위 그림에 나타나 있는 것과 같이 glucose의 6번 탄소에 인산기를 붙여주는 반응임. 이 반응의 ΔG 'o값은 상당히 낮은데, 이는 이 반응이 ATP 분해반응과 coupling되어있기 때문임. (그러다 보니 이 반응은 열역학적으로 favorable하고 irreversible함) 이 때는 그냥 ATP4-가 사용되는 것이 아니라 MgATP2-가 사용됨.   한편 이 반응의 효소는 hexokinase인데, 이 효소는 soluble, cytosolic protein임. 실제로는 glucose, ATP가 hexokinase에 결합함에 따라서 induced fit..

이번 포스트부터는 해당과정(glycolysis)에 대해 자세히 알아보자.  glycolysis는 한 분자의 glucose를 두 분자의 pyruvate로 바꾸는 일련의 효소반응이며, 이 때 변화 과정에서의 G 변화를 이용해서 ATP, NADH 등의 생성물을 만들어내게 됨. 실제로 glycolysis에 대한 연구를 통해 coenzyme의 역할, ATP의 역할, enzyme purification method의 발전 등이 이루어짐.  진화적인 관점에서도 glycolysis는 상당히 초기부터 존재하던 반응으로 생각되는데, 그 이유인 즉슨 glycolysis의 경우 O2가 없어도 일어날 수 있으므로 대기 중 아직 O2가 없었던 원시대기 환경에서도 glycolysis는 매우 유용했을 것임.    위 그림에는 gly..

이번 포스트에서는 구체적인 당 대사 각론에 들어가기 이전에 우선 개론적인 내용을 먼저 다루어보고자 함.     위 그림에는 glycolysis, fatty acid synthesis, pentose phosphate pathway(PPP) 등의 생화학반응이 나타나 있음. 참고로 이 때 PPP의 경우 cytosol에서 일어나는 반응이며 핵산 주원료인 C5의 화합물을 생성시킴과 동시에 NADPH도 생성시킴. 이렇게 생성된 NADPH는 대사과정에서 쓰이거나, 혹은 oxidative stress를 완화시키는데 쓰임.    생화학 쳅터 6에서 당에 대해 알아봤었음. 위 그림과 같이 3개의 탄소를 가진 당을 triose, 4개를 가진 당을 tetrose, 5개를 가진 당을 pentose, 6개를 가진 당을 hexo..