놀면서 공부하기

이번 포스트부터는 lipid의 생합성에 대해 알아보자.  lipid는 다양한 biological function을 수행함. 예를 들어 lipid는 energy storage, membrane 구성, membrane protein의 anchor, enzyme의 cofactor, signaling molecule, pigment detergent, transporter, antioxidant 등으로 기능할 수 있음.    위 그림에 나타나 있는 것은 metastasis 이후 자리를 잡은 cancer cell이 주변 세포에 분비하는 signaling molecule들인데, 이 때 분비하는 PGE, LPA, S1P와 같은 물질들은 모두 lipid의 일종임.   앞서 fatty acid의 catabolism 과정..

이번 포스트에서는 plant에서 당을 전달할 때 가장 typical하게 사용되는 sucrose가 어떻게 합성되는지에 대해 살펴보자. 일단 앞서 살펴봤던 것처럼 DHAP와 G3P가 aldolase에 의해서 fructose 1,6-bisphosphate(F1,6BP)로 합쳐지게 됨. 이어서 F1,6BP는 F1,6-bisphosphatase(FBPase)에 의해 dephosphorylation되고 그 결과 F6P가 만들어짐.    이어서 위와 같은 일이 일어남. 보면 우선 F6P와 UDP-glucose가 sucrose 6-phosphate synthase에 의해 합쳐져 sucrose 6-phosphate가 만들어짐. (이 때는 또 ADP-glucose가 아니라 UDP-glucose가 사용된다는 것을 유의할 것..

이번 포스트에서는 녹말(starch)의 합성과정에 대해 알아보자.  C3, C4, CAM 중 어떤 plant인지에 상관없이, 결국 최종적으로는 G3P가 만들어지고 이 녀석이 더 큰 carbohydrate로 만들어질 수 있음. 흔히 chloroplast 내에서 만들어지는 starch는 short-term storage의 용도임. 한편 nonphotosynthetic tuber, seed, root 등의 amyloplast에서 만들어지는 starch는 long-term storage의 용도임.  starch synthesis는 glycogen synthesis와 유사한 기작에 의해 일어남. 다만 이 때 다른 점이 있는데, glycogen synthesis에서는 UDP-glucose가 input으로 들어간다면..

지금까지는 C3 plant에 대해 알아봤었음. 실제로 wheat, barley, potato와 같은 대부분의 crop plant들은 C3 plant임. 이들의 경우 Calvin cycle의 first step인 CO2 fixation 과정에서 3-C product인 3PG가 생성되므로 C3 plant로 불러주는 것임.   한편 sugar cane(사탕수수), corn/maize, sorghum 등은 C4 plant에 해당함. 이들의 경우 Rubisco에 의한 fixation 이전에 earlier step이 존재함. 이들은 맨 처음에 CO2를 fixation한 결과 4-C compound인 oxaloacetate를 만들어내게 됨. 일반적으로 C4 plant는 뜨겁고 더 햇볓이 쨍쨍한 기후에서 많이 관찰됨...

이번 포스트에서는 광호흡(photorespiration)에 대해 알아보자.    지금까지 살펴본 내용에 따르면, 식물은 위 식과 같이 water를 O2로 oxidize시키는 과정에서 CO2를 reduction시켜서 carbohydrate를 만들어냄. 이 밖에, 식물은 당연히 mitochondria도 가지고 있으므로, O2를 H2O로 reduction 시키는 과정에서 carbohydrate를 CO2로 분해시키며 에너지를 얻는 mitochondrial respiration도 수행함.  이에 더해, 식물이 가지는 Rubisco라는 효소가 CO2 뿐만 아니라 O2도 substrate로 받을 수 있다는 성질 때문에, wasteful한 side reaction이 일어나는데, 그 reaction이 바로 photore..

이전 포스트에 이어서 살펴보자.   위 그림은 Calvin cycle을 다시금 정리해서 보여주고 있음. 이 때 3분자의 ribulose 1,5-bisphosphate와 3분자의 CO2가 반응하는 것을 기준으로 9개의 ATP와 6개의 NADPH가 소모된다는 사실을 기억해둘 필요가 있음.   그 밖에, 위 그림을 보면 총 8개의 phosphate 분자가 빠져나간다는 것을 알 수 있음. (1개의 phosphate는 G3P와 incorporation되어있는 상태) 그러나 총 9개의 ATP를 다시 regeneration하기 위해서는 9개의 phosphate가 필요함.     실제로는 위와 같은 일이 일어남. 보면 Calvin cycle의 결과 만들어진 DHAP가 P_i-triose phosphate antipor..

이제 다음으로 3PG가 G3P로 reduction되는 step에 대해 살펴보자.    이 step은 위와 같은 과정에 의해 일어남. 보면 우선 phosphoglycerate kinase의 도움 하에 ATP가 한 분자 소모되며 3-phosphoglycerate가 1,3-bisphosphoglycerate로 인산화됨. 이어서 NADP-glyceraldehyde phosphate dehydrogenase의 도움 하에 NADPH 한 분자가 소모되며 reduction이 일어나 D-glyceraldehyde 3-phosphate가 형성되게 됨. 한편 이렇게 만들어진 G3P는 triose phosphate isomerase에 의해 자유롭게 DHAP(dihydroxyacetone phosphate)로 변할 수 있음. ..

이번 포스트부터는 calvin cycle의 각각의 stage에 대해 알아보자. 첫 번째 stage는 CO2 fixation이며, 구체적으로는 Rubisco(ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, 루비스코)라는 효소에 의해 CO2와 ribulose-1,5-bisphosphate 간의 condensation 반응이 일어나게 됨. 실제로 rubisco는 CO_2와 ribulose-1,5-bisphosphate 간의 중합반응도 매개하고, 그렇게 만들어진 intermediate를 반으로 쪼개서 3-phosphoglycerate로 만들어내는데도 관여함. 이러한 반응에서, rubisco의 active site 내에 있는 carbamoylated Lys side chai..

이번 포스트부터는 지난 포스트까지 본 과정에 의해 생성된 CO2를 바탕으로 한 탄소 동화(CO2 assimilation) 과정에 대해 알아보자.    앞서 위와 같은 과정에 의해 ATP와 NADPH가 생성됨을 봤었음. 그런데 이 때 ATP와 NADPH는 stromal side에 생성됨. 따라서 이 energy source를 이용해 일어나는 carbon fixation도 stroma에서 일어남.    위 그림은 plant cell과 algae에 있는 plastid의 다양한 형태를 보여주고 있음. 이 중 특별히 thylakoid가 잘 발달되어있는 plastid가 chloroplast임. 한편 thylakoid가 거의 없으며 green pigment도 거의 없는 녀석이 proplastid임. 그리고 이에 더해..

이번 포스트에서는 photosystem I(광계 I)에 대해 더 자세히 알아보자.    위 그림은 photosystem I을 나타내 보여주고 있음. 보면 이 경우에도 주변부에 light harvesting complex가 주둔하고 있음을 알 수 있음(회색).    photosystem I에서의 전자전달 흐름은 위와 같음.    이 때 중요한 것은, photosystem I으로부터 결과적으로 전자를 받은 Ferredoxin도 위 그림상에서 나타나 있는 것처럼 free하게 돌아다닐 수 있는 soluble factor라는 것임.    방금의 설명에서도 언급한 것처럼 Cyt b6f complex로 전자가 전달되는 과정에서 lumen(즉, thylakoid 안쪽 공간)으로 4개의 proton이 pumping됨. ..