담당 교수 : 강영태 교수님 조원 : 박연주, 최정현, 백혜림, 정진화, 명지원, 박세라, 김동선 생화학 4 조 0 Chapter. 10, 11, 13 담당 교수 : 강영태 교수님 조원 : 박연주, 최정현, 백혜림, 정진화, 명지원, 박세라, 김동선
목차 3. CHAPTER 13) 소화 CHAPTER 10) 지질 소화는 거대 생분자를 대사에 이용하기 위해 준비하는 과정이다. 단백질 가수분해효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 음식으로 쓰이는 탄수화물은 α-아밀라아제에 의해서 소화된다. 지질의 소화는 지질의 소수성에 의해서 복잡해진다. CHAPTER 10) 지질 지방산은 주요 에너지원으로 사용된다. 트리아실글리세롤은 지방산의 저장 형태이다. 가장 흔한 막 지질 종류 CHAPTER 11) 막의 구조 및 기능 인지질과 당지질이 이분자 판을 만든다. 단백질이 막에서의 작용들을 대부분 수행한다. 지질과 많은 막 단백질은 막에서 측면확산 된다. 막의 유동성은 지방산 조성과 콜레스테롤 함량에 의해서 달라진다. 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 작용하는 것이다.
CHAPTER 10. 지질
지질[ lipid , 脂質 ] 생체를 구성하는 물질 중에서 물에는 녹지 않고, 에테르·벤젠·석유 등의 유기용매에 잘 녹는 것으로서, 그 성분이나 화학구조에 따라 단순지질과 복합지질로 나눈다.
10.1 지방산은 주요 에너지원으로 사용된다. 지방산은 수소와 연결된 탄소(탄화수소) 형태로서 말단에 카르복실기를 가지고 있다. 탄화수소 사슬은 지방산에 따라 다양한 길이를 가지며 한 개 혹은 그 이상의 이중 결합이 존재 할 수 있다. 작용기 이름 일반식 유도체 이름 카르복시기 R-COOH 카르복시산
10.1 지방산은 주요 에너지원으로 사용된다. 지방산은 탄소 원자가 산소 원자와 결합된 탄수화물과 다르게 탄소 원자가 수소 원자나 다른 탄소 원자들과 결합되어 있는데, 이 때 지방산은 탄수화물보다 더 환원된 상태로 이산화탄소와 물로 산화되는 산화 대사과정에서 탄수화물보다 더 많은 에너지를 낼 수 있다.
C18포화지방산 Octadec-은 탄소원자가 18개라는 뜻이다 10.1 지방산은 주요 에너지원으로 사용된다. -ane 은 10.1 지방산은 주요 에너지원으로 사용된다. C18포화지방산 일반명 스테아르산 (stearic acid) 탄화수소의 명칭 옥타데칸 (octadecane) 체계명 옥타데칸산 (octadeca -noic acid) -ane 은 이중결합이 없음을 의미한다. Octadec-은 탄소원자가 18개라는 뜻이다
C18 이 가지는 이중 결합의 개수에 따른 명칭 10.1 지방산은 주요 에너지원으로 사용된다. 올레산 옥타데센산 리놀레산 10.1 지방산은 주요 에너지원으로 사용된다. C18 이 가지는 이중 결합의 개수에 따른 명칭 1개의 이중 결합 올레산 (oleic acid) 옥타데센산 (otadecen) 2개의 리놀레산 (linoleic acid) 옥타데카디엔산 (octadecadienoic acid) 3개의 (linolenic acid) 옥타데카트리엔산 (octadecatrienoic acid)
단일 결합만 가진 지방산은 모든 탄소 원자가 네 개의 다른 원자들과 결합하고 있으므로 포화지방산이라 한다. 10.1 지방산은 주요 에너지원으로 사용된다. 단일 결합만 가진 지방산은 모든 탄소 원자가 네 개의 다른 원자들과 결합하고 있으므로 포화지방산이라 한다. 한 개 이상의 이중 결합이나 삼중 결합을 가진 지방산은 불포화지방산이라 한다.
트리아글리세롤 - 향후 에너지 생산을 목적으로, 지방산은 세 개의 지방산 사슬이 글리세롤 분자에 부착되어 형성된 형태 10.2 트리아실글리세롤은 지방산의 저장 형태이다. 트리아글리세롤 o - 향후 에너지 생산을 목적으로, 지방산은 세 개의 지방산 사슬이 글리세롤 분자에 부착되어 형성된 형태
10.2 트리아실글리세롤은 지방산의 저장 형태이다. 글리세롤 (C3H5(OH)3)
인지질 (phospholipid) 글리세롤 10.3 가장 흔한 막 지질의 종류 인 산 10.3 가장 흔한 막 지질의 종류 인지질 (phospholipid) - 모든 생체막들에 풍부하게 존재하며 4가지 구성 성분으로 이루어져 있다.하나 이상의 지방상, 지방산들이 결합하는 뼈대 분자, 인산, 그리고 인산에 결합된 알코올로 구성되어 있다. 지 방 산 지 방 산 글리세롤 인 산 알 코 올
10.3 가장 흔한 막 지질의 종류 스핑고미엘린 (sphingomyelin) - 막에 존재하는 흔한 스핑고지질이다. 여러 세포의 세포막에 존재하며, 특히 미엘린 표면이나 신경세포에 많이 존재한다. 스핑고신 (sphingosine) - 하나의 긴 불포화 탄화수소 사슬을 가진 아미노 알코올이다. 이것을 뼈대분자로 하는 인지질을 스핑고지질이라 한다. 스핑고신 뼈대분자의 아미노기가 지방산과 아미드결합으로 연결되어 있고, 스핑고신의 첫 번째 히드록실기가 포스파티딜콜린에 에스테르결합으로 연결되어 있다.
당지질 (glycolipid) 당을 함유하는 지질들이다. 모든 막 도처에 존재한다. 10.3 가장 흔한 막 지질의 종류 당지질 (glycolipid) ㅐ 당을 함유하는 지질들이다. 모든 막 도처에 존재한다. 동물세포에서 당지질들은 스핑고신에서 유도된다. 스핑고신 뼈대분자의 첫 번째 히드록실기에 결합하는 분자가 스핑고미엘린과 차이가 난다. 당지질들에서는 하나 또는 그 이상의 당류가 연결된다.
스테로이드 중요한 막 구성요소로서 호르몬 역할을 하고 또한 식품에 포함된 지질들의 소화를 촉진한다. 10.3 가장 흔한 막 지질의 종류 스테로이드 중요한 막 구성요소로서 호르몬 역할을 하고 또한 식품에 포함된 지질들의 소화를 촉진한다. 모든 스테로이드들은 스테로이드 핵이라 불리는 네 개의 환형 고리구조를 가지고 있다. (다른 종류의 지질들은 선형구조를 갖는다.) 3 개의 사이클로헥산고리 1개의 사이클로펜탄고리
CHAPTER. 11 막의 구조 및 기능
11.1 인지질과 당지질이 이분자 판을 이룬다. 지질의 공통적 구조요소 11.1 인지질과 당지질이 이분자 판을 이룬다. 지질의 공통적 구조요소 - 친수성 머리 원자단과 소수성 탄화수소 꼬리를 가진 양극성 분자를 가진다. 머리 : 극성, 친수성 → 글리세롤 꼬리 : 소수성, 비극성 → 지방산 막 형성은 지질 분자의 양극성 본질의 결과이다.
11.1 인지질과 당지질이 이분자 판을 이룬다. 지질 이분자층은 이온과 대부분의 극성 분자들에 대한 투과성이 매우 작다. 11.1 인지질과 당지질이 이분자 판을 이룬다. 지질 이분자층은 이온과 대부분의 극성 분자들에 대한 투과성이 매우 작다. 지질 이분자층 막이 이온과 극성 분자에 대해서 매우 낮은 투과성을 가진다. → 이유 : 분자들에 따라 생체막과 같은 지질환경을 통해 움직일 수 있는 능력이 다르기 때문이다. ② 작은 분자들의 투과성은 물과 무극성 용매에 대한 상대적 용해도와 연관되 있다. ex) Na가 H2O 보다 더 느리게 통과한다.
11.2 단백질이 막에서의 작용들을 대부분 수행한다. 막 지질은 투과장벽을 형성함으로써 칸을 형성하는 반면, 특수 단백질들은 그 밖의 거의 모든 막 기능을 매개한다. 특히 단백질은 막을 가로질러 화합물과 정보를 운반한다. 막에 있는 단백질 함량은 막의 종류에 따라 다르다. 특정한 신경 섬유 주위에서 절연체의 역할을 하는 막인 미엘린은 단백질 함량이 낮다. 바깥 막은 대사과정에서 훨씬 더 활동적이다(펌프,수용체,통로,효소포함) 미토콘드리아나 엽록체의 내부 막과 같이 에너지변환과 관련된 막은 높은 단백질 함량을 가진다.
11.2 단백질이 막에서의 작용들을 대부분 수행한다. 단백질은 여러 가지 방법으로 지질 이분자층과 화합한다. 11.2 단백질이 막에서의 작용들을 대부분 수행한다. 단백질은 여러 가지 방법으로 지질 이분자층과 화합한다. S 내재성 막 단백질 : 막 지질의 탄화수소 사슬에 묻혀 있으며 막이 물리적으로 손상되었을 시에만 떨어져 나올 수 있다. 표재성 막 단백질 : 정전기적 상호작용 또는 수소결합으로 지질의 머리 원자단에 결합하고 있다. 박테리오돕신 : 빛 에너지를 사용하여 세포 안쪽에서 바깥쪽으로 양성자를 운반함으로써 양성자 농도기울기를 발생시켜 ATP생성하게 한다.거의 전체가 알파나선형으로 구성되어 있으며 수직으로 배열한 일곱 개가 조밀하게 채워진 알파나선이 막 전체인 폭에 걸쳐있다.
박테오로돕신의 일차구조를 살펴보면 막에 걸쳐 있는 알파나선에 있는 대부분 아미노산들이 무극성이며 극소수만이 전하를 띄고 있다. 11.2 단백질이 막에서의 작용들을 대부분 수행한다. 박테오로돕신의 일차구조를 살펴보면 막에 걸쳐 있는 알파나선에 있는 대부분 아미노산들이 무극성이며 극소수만이 전하를 띄고 있다.
11.2 단백질이 막에서의 작용들을 대부분 수행한다. 포린베타가닥은 역 평행한 배열로 인접한 베타가닥과 수소결합으로 결합되어서 한 개의 베타판을 만들고 베타판은 서로 꼬여서 속이 빈 원통을 만들며 막에 구멍, 즉 통로를 만든다.
11.3 지질과 많은 막 단백질은 막에서 측면 확산된다. 막은 단백질과 지질들이 그 표면에서 신속히 확산되는 역동적인 구조물이며, 다수지질과 막 단백질은 항상 측면운동을 하고 있는데, 이 과정을 측면확산(FRAP)이라 한다.
(B)표면의 작은 부분에 있는 형광성 분자들이 강한 빛의 순간 조명으로 표백되어 있다. 11.3 지질과 많은 막 단백질은 막에서 측면 확산된다. C (C)표백된 분자들이 이 부분에서 확산해 나오고 표백되지 않은 분자들이 이 부분으로 확산해 들어옴에 따라 형광의 세기가 회복된다. B (B)표면의 작은 부분에 있는 형광성 분자들이 강한 빛의 순간 조명으로 표백되어 있다. A ㅇ (A)표지된 표면 성분 때문에 세포 표면이 형광을 낸다.
11.3 지질과 많은 막 단백질은 막에서 측면 확산된다. d (D) 회복속도는 확산계수에 따라 정해진다.
막의 비대칭성은 결론 오랫동안 보전될 수 있다. = 공중 제비 측면확산 (lateral diffusion) 11.3 지질과 많은 막 단백질은 막에서 측면 확산된다. 측면확산 (lateral diffusion) 세포막 성분의 막 면과 평행인 방향에서의 확산 횡단확산 (transverse diffusion) 분자가 막의 한 표면으로부터 다른 표면으로 이동하는 것 결론 막의 비대칭성은 오랫동안 보전될 수 있다. = 공중 제비
11.4 막의 유동성은 지방산 조성과 콜레스테롤 함량에 의해서 조종된다. 지방산 조성에 따른 막의 유동성 ㄴ 지방산 사슬의 성질에 따라 지질의 유동성이 결정되며, 지질의 유동성은 운반 또는 신호 변환과 같이 막에서 일어나는 많은 과정을 좌우한다. 이분자층 막에 있는 지방산 사슬은 질서 있고 경직된 상태로 존재하거나 상대적으로 무질서하고 유동적인 상태로 존재할 수 있다. 경직된 상태로부터 유동성인 상태로의 변이는 온도를 녹는 온도(Tm) 이상으로 올리면 좀 갑작스럽게 일어난다. 이 변이온도는 지방산의 아실 사슬의 길이와 지방산의 불포화도에 따라서 달라진다. 변이온도
11.4 막의 유동성은 지방산 조성과 콜레스테롤 함량에 의해서 조종된다. (A)의 형태가 (B)의 형태보다 높은 질서로 견고하게 구성됨을 확인 할 수 있다. ★ 11.4 막의 유동성은 지방산 조성과 콜레스테롤 함량에 의해서 조종된다. 시스 이중결합은 탄화수소 사슬에 굴곡 부분을 만든다.이 굴곡은 지방산의 아실 사슬들이 높은 질서로 채워지는 것을 방해한다. ㄹ
11.4 막의 유동성은 지방산 조성과 콜레스테롤 함량에 의해서 조종된다. 11.4 막의 유동성은 지방산 조성과 콜레스테롤 함량에 의해서 조종된다. 0 으로 갈수록 높은 질서로 되어있는 상태이다. 지방산의 아실 사슬에 굴곡이 많을수록 질서가 혼란스런 상태(유체와 같은 상태)가 된다. Tm이 낮아진다.
11.4 막의 유동성은 지방산 조성과 콜레스테롤 함량에 의해서 조종된다. 11.4 막의 유동성은 지방산 조성과 콜레스테롤 함량에 의해서 조종된다. ② 콜레스테롤에 의한 막의 유동성 ㅎ 동물에서는 콜레스테롤이 막의 유동성의 중요요인이다. 인지질과 다른 모양의 콜레스테롤은 지방산 사슬들 사이의 규칙적인 상호작용을 파열시킨다.
11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 운반체(transporter) 단백질은 막을 가로질러 분자들의 움직임을 빨리 하는 펌프와 통로의 특수한 분류이다. 각 세포마다 원형질막에서 특별한 운반체군을 발현하는데, 이것으로 세포 내에 흡수할 수 있는 화합물들이 결정될 수 있기 때문에 매우 중요하다.
11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 분자가 막을 투과하는 것에 대한 여부는 2가지 요소에 의해 결정된다. 막을 가로지르는 분자의 농도 기울기 막의 소수성 환경에서 분자의 용해도 분자들은 더 높은 농도에서 낮은 농도로 확산되는 과정에서 막을 가로질러 지나갈 수 있는데 이 과정을 단순확산이라고 한다.
11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 수동운반 세포막에서 물질이 이동할 때 물질의 분포 차이에 의한 농도 기울기에 따라 나타나는 물질의 이동으로 능동수송과는 반대되는 개념이다. 수동운반에는 크게 단순확산 (simple diffusion) 촉진확산 (facilitated diffusion) 삼투 (osmosis) 로 나뉜다.
11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 촉진확산 (facilitated diffusion) ㅠ 수용성 물질의 생체막을 개재한 수동운반 기구의 하나. 막 수송 단백질이 관여하지만 막 내외의 농도에 의해 수송한다는 점에서 능동수송과 다르다. 촉진확산(=능동수송) 투 과 속 도 용질의 농도 단순확산 (simple diffusion) 생체막을 통한 수동수송법의 일종 단순확산의 속도는 막 내외에서의 물질의 농도 차 및 막 면적에 비례한다. 단순확산
11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 삼투 (osmosis) 액체나 용액의 분자 또는 기체가 막의 작은 구멍을 투과하는 현상 ㅛ 능동수송 (active transport) - 세포막 등의 생체막에서 물질이 이동할 때, 세포의 밖과 안의 농도 차이를 이기고 영양을 선택적으로 흡수하거나 배출하는 작용.
11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. Na + -K + ATPase (=Na + -K+ 펌프) 세포막에 있는 단백질 세포 밖으로 Na + 를 내보내고, 세포 안으로 K +를 이동시킨다. ATP에 의해 작동되는 펌프
11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. 11.5 막 단백질의 주요 역할은 운반체로서 기능하는 것이다. Na + -K+ 펌프 과정을 형성
CHAPTER. 13 소화 ㅇ : 음식을 생화학 물질로 바꾸기
13.1 소화는 거대 생분자를 대사에 이용하기 위해 준비하는 과정이다. 13.1 소화는 거대 생분자를 대사에 이용하기 위해 준비하는 과정이다. 음식물은 입에서 잘게 부서진 후 식도를 통해 위에 도달하게 된다. 이때 위에서는 2가지 주요한 활동이 일어난다.
13.1 소화는 거대 생분자를 대사에 이용하기 위해 준비하는 과정이다. 13.1 소화는 거대 생분자를 대사에 이용하기 위해 준비하는 과정이다. 단백질은 위 속의 산성 환경에 의해 변성된다. Na+K+ATP 가수분해효소와 비슷한 ATP 의존적인 수소이온 펌프에 의해 변성된다. 변성으로 인하여 단백질은 이 후에 일어나는 분해과정에서 기질로 이용되기 쉽다.
13.1 소화는 거대 생분자를 대사에 이용하기 위해 준비하는 과정이다. 13.1 소화는 거대 생분자를 대사에 이용하기 위해 준비하는 과정이다. 췌장에서 탄산수소나트륨이 분비 → 위 속 을 지나와 산성화된 음식의 PH 를 중화. ㅇㅇ 쓸개에서 담즙 산 염 분비 (이것은 지질의 소화에 필요하다.) 위 속에서 일어나는 단백질 분해 과정은 단백질 분해효소인 펩신에 의해 시작된다. 위 속에서 일어나는 단백질 소화, 췌장에서 장으로 분비 되도록 자극. 단백질, 지질, 탄수화물의 소화는장에서 본격적으로 시작. 펩신 작용으로 –( 생성 )→ 단백질 조각 –( 단백질가수분해효소 )→ 더 잘게 분해
13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 단백질 가수분해 효소는 아미노산 사이의 펩티드 결합을 끊어 단백질을 소화시키는 효소이다. 낮은 PH의 음식물은 소장의 세포들을 자극해 호르몬인 세크레틴(secretin)을 분비한다. 십이지장 점막에서 분비되는 이자액이나 쓸개즙의 분비를 촉진 시키는 단백질 호르몬으로 십이지장의 내부가 산성이 되었다는 자극에 의해 분비된다.
호르몬에 의한 소화의 조절 13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 호르몬에 의한 소화의 조절 : 콜레시스토키닌 (cck)은 특화된 장세포들에 의해서 분비되고 쓸개로부터 소화효소들의 분비를 촉발한다. (=cholecy-tolcinin CCK) 지방이 십이지장으로 들어가면 담낭을 수축한다.
13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 췌장에서 분비되는 소화 효소들은 지모겐(zymogen) 또는 선구효소(proenzyme)로 불리는 비활성의 선구물질로 분비된다. 단백질분해효소에 의한 펩티드 사슬의 부분분해(한정분해)를 받아 비로소 효소활성을 갖게 되는 효소의 전구체 합성 장소 지모겐 활성효소 위 펩시노겐 펩신 췌장 키모트립시노겐 트립시노겐 트립신 선구카르복시말단펩티드 가수분해효소 카르복시말단펩티드 가수분해 효소 선구엘라스틴 가수분해효소 엘라스틴 가수분해효소
지모겐들은 분비되기 전에 세포막 근처에 과립으로 존재한다. 13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 지모겐들은 분비되기 전에 세포막 근처에 과립으로 존재한다. 엔테로펩티드 가수분해효소는 췌장의 지모겐인 트립기노겐을 활성화시켜 크립신으로 만들고, 다시 트립신은 나머지 췌장의 지모겐들을 활성화시킨다. CCK에 반응해서 세포막과 융합하고 과립의 내용물을 장의 내강으로 분출한다.
13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 13.2 단백질 가수분해 효소는 단백질을 아미노산과 펩티드로 소화시킨다. 단백질의 소화와 흡수 : 단백질의 소화는 주로 췌장에 의해서 분비되는 효소의 활성에 의한 결과이다.
13.3 음식으로 쓰이는 탄수화물은 α - amylase 에 의해서 소화된다. ㅡ 은 α – 1, 4 결합 ㄱ 은 α – 1, 6 결합 ↓은 α – 아밀라아제에 의해 소화되는 위치 전분가수분해효소 ㅇ → 녹말의 α – 1, 4 결합 또는 α – 1, 6 결합을 가수분해하는 효소
13.3 음식으로 쓰이는 탄수화물은 α - amylase 에 의해서 소화된다. 결과물 한계 덱스트린 α - 1, 4 결합을 자른다. α - 1, 6 결합은 자르지 못한다. 삼당류 (말토트리오스) 이당류 (말토오스)
13.4 지질의 소화는 지질의 소수성에 의해서 복잡해진다. 13.4 지질의 소화는 지질의 소수성에 의해서 복잡해진다. 지질들의 소화는 위에서 준비된다. 위에서 일어나는 잘게 갈기거나 섞기는 지질들을 유상액(지질들과 물의 혼합물)으로 바꾼다. ㅗ 유상화는 담즙산염(bile salts)의 도움으로 향상되는데, 이것은 간에서 콜레스테롤로부터 만들어져서 쓸개로부터 분비되는 양극성의 분자이다.
13.4 지질의 소화는 지질의 소수성에 의해서 복잡해진다. 13.4 지질의 소화는 지질의 소수성에 의해서 복잡해진다. 구형구조 수용액에서 작은 지질들로 형성 세포막 l 췌장에서 분비되는 효소 극성 머리 부분 탄화수소사슬 l l
13.5 상황에 따른 대사 작용 : 세포신호전달은 소화를 용이하게 한다. 13.5 상황에 따른 대사 작용 : 세포신호전달은 소화를 용이하게 한다. 일곱-막횡단나선 수용체에 결합 콜레시스토기닌(CCK) 는 소화와 식욕의 조절을 돕는 수많은 신호전당 분자들 중 하나로서, 내장 상부단계의 내분비세포에 의해 분비되는 펩티드 호르몬이다.
-끝- ㅇ 감사합니다. ;-)