놀면서 공부하기

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..

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..