생화학 3장(9장) 생체 에너지학
1. 고에너지 화합물 고에너지 화합물 : 분해될 때 자유에너지의 감소가 커서 외부로 에너지를 방출할 수 있는 화합물 * 종류 : 피로인산(pyrophosphate, PPi), 아실인산(acyl phosphate), 엔올인산(enolic phosphate), 구아니듐인산, 티오에스테르 * 이유 : 많은 자유 에너지 방출 - 반응물 : 정전기적 반발에 의하여 높은 에너지 갖음 - 생성물 : 이온화, 공명화, 가수분해로 엔트로피 중가로 자유에너지 낮음
<피로인산화합물> 피로인산(pyrophosphate, PPi) 화합물들은 가수분해하면서 많은 자유 에너지 방출 ATP, ADP, GTP, GDP, UTP, UDP, CTP, CDP, dATP, dGTP, dTTP, dCTP 등 * ATP – 생체내에서 가장 중요한 역할 * UTP – 다당류의 생합성에 사용(글리코겐) * GTP – 단백질 합성에 사용 * CTP – 지질 합성에 사용 * ATP,GTP,CTP,UTP – RNA 합성에 사용 * dATP, dGTP, dCTP, dTTP – DNA 합성에 사용 ATP + H2O - ADP + Pi + H ΔG = -7,300 cal/mol ATP - AMP + PPi + 2H+ ΔG = -8,600 cal/mol
<아실인산화합물(acyl phosphate)> 아실 인산 가수분해시 자유에너지를 많이 생성시킴 1,3-이인산글리세르산의 가수분해시 ΔG = -11,800 cal/mol
<엔올인산화합물> 엔올 인산도 가수분해 시 자유에너지를 많이 생성시킴 PEP - 피루브산(엔올형) - 피루브산(케토형) ΔG = -6,800 cal/mol ΔG = -8,000 cal/mol
<구아니듐인산화합물> 크레아틴인산과 아르기닌인산이 있음
<티오에스테르> <그 외 다른 화합물> 티오에스테르는 황으로 인하여 공명구조를 이룰 수 없지만 가수분해 시 생성되는 카르복실기는 공명구조로 안정화를 가짐 <그 외 다른 화합물> 당뉴클레오티드, s-아데노실 메티오닌, 아미노산 에스테르, 사이클릭 뉴클레오티드
문제) 고에너지 화합물이 분해 될 때 발생하는 비교적 높은 표준 자유에너지 변화와 관련된 결합은? ㉮ 반응물의 높은 정전기적 반발 ㉯ 이온화에 의한 생성물의 안정화 ㉰ 공명구조에 의한 생성물의 안정화 ㉱ 활성화 에너지의 감소 ① ㉮ ㉯ ㉰ ② ㉮ ㉰ ㉱ ③ ㉮ ㉱ ④ ㉱ ⑤ ㉮ ㉯ ㉰ ㉱ 문제) 고에너지 인산결합을 지닌 화합물은? ㉮ glycerol-3-phosphate ㉯ phosphoenolpyruvate ㉰ glucose-3-phosphate ㉱ 1,3-bisphosphoglycerate ① ㉮ ㉯ ㉰ ② ㉮ ㉰ ㉱ ③ ㉯ ㉱ ④ ㉱ ⑤ ㉮ ㉯ ㉰ ㉱
2. ATP의 중요성 ATP는 중간 정도의 인산기전이 전위를 갖고 있기 때문에 PEP 같은 더 높은 에너지 화합물로부터 에너지가 낮은 화합물로 인산기를 전달하는 중간 운반체 역할 할 수 있음 ATP의 가수분해는 Δ G° < 0 이면서 절대값이 커서 열역학적으로 매우 자발적인 반응이지만 크게 불안정하지는 않아서 촉매 없이는 분해작용이 매우 느림
<ATP & ADP>