Life’s chemistry 생물학개론 4주차 강의

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1 Life’s chemistry 생물학개론 4주차 강의
생명체의 유기화합물 Life’s chemistry 생물학개론 4주차 강의 It is difficult to come up with a single definition of life.

2 생명체의 유기화합물 탄소를 포함한 생체 분자 탄수화물(Carbohydrate) 지질(Lipid) 단백질(Protein)
핵산(Nucleic acid) 지질을 제외하면 단위분자인 단위체를 갖는 중합체임. 중합체: 단위체가 연결되어 생성된 고분자 탈수축합 – 중합체 생성 가수분해 – 중합체 분해

3 Carbohydrates 탄수화물 Carbohydrates
에너지 저장 및 세포와 조직 탄소: 수소: 산소 = 1:2:1(C6H12O6) 에너지를 저장. 화학결합이 끊어질 때 방출 어떤 탄수화물은 물리적으로 세포와 조직을 지지 (셀룰로스 등) 세포 인식에도 사용 키틴 (chitin): 곤충의 외골격 단위체: 단당류 – 탈수축합반응으로 거대 분자 형성

4 Carbohydrates 탄수화물 단당류 이당류 다당류 탄소 3 ~ 7개를 가진 단순당. C, H, O 원자의 비는 1:2:1
글리세롤알데히드, 리보오스, 포도당, 과당 이당류 탈수합성을 통해 2개의 단당류가 연결된 당 설탕 (포도당+과당), 맥아당 (포도당+포도당), 젖당 (포도당+갈락토오스) 다당류 수백 개의 단당류가 연결된 탄수화물 셀룰로스, 녹말, 글리코겐 Common monosaccharides include: glyceraldehyde (3 carbon sugar) ribose (5 carbon sugar) deoxyribose (5 carbon sugar) glucose - blood sugar (6 carbon sugar) fructose - fruit sugar (6 carbon sugar) galactose (6 carbon sugar) Note: glucose fructose & galactose have the same molecular formula C6H12O6. Thus, they are isomers.

5 Lipids 지질 탄수화물과 같은 원소를 가지나 산소가 적다. 물에는 녹지 않는다. 소화가 느리다.
탄수화물과 같은 원소를 가지나 산소가 적다. 물에는 녹지 않는다. 소화가 느리다. 기관을 보호하고 체온을 유지하는 역할. 탄수화물과 단백질에 비해 두 배 이상의 에너지를 제공한다 (4kcal vs. 9 kcal). 단위체가 없는 거대분자 Number of carbon atoms always much greater than number of oxygen atoms.

6 Lipids 지질 Triglycerides (fats) 중성지방
글리세롤을 축으로 하여 하나, 둘 또는 세 분자의 지방산이 에스테르화 한 분자. 포화지방산: 모든 탄소가 단일결합 불포화지방산: 하나의 이중결합 다불포화지방산: 2개 이상의 이중결합 트랜스 지방 기관을 보호하고 체온 유지 Number of carbon atoms always much greater than number of oxygen atoms.

7 Lipids 지질 올리브 기름: 하나의 이중결합 이중결합 부위는 구부러진다.
이는 불포화 지방산을 실온에서 액체 상태 로 유지되도록 한다.=>세포막의 인지질을 더 유동성 있게 한다. 포화된 동물지방일수록 고체 상태로 될 경 향이 높다. Note: many more C atoms than O atoms. Saturated fats - fatty acids are saturated with H atoms. There are no double-bonded carbons. Tend to be liquid at room temperature. Unsaturated - fatty acids are not completely saturated with H atoms (thus have 1 or more double bonded carbons). Double bonds cause kinks in the fatty acid tails. Tend to be solid at room temperature. Lipids in plants are less saturated than those in animals.

8 Lipids 지질 Phospholipids 인지질
인산기가 결합된 지질 lipid bonded to a phosphate group 세포막의 주요 성분 major component of cell membranes

9 Lipids 지질 Sterols 스테롤 Waxes 왁스 4개의 연결된 탄소고리를 갖고 있는 지질. 예: 비티민 D 와 코르티손
콜레스테롤(Cholesterol)은 동물 세포막의 중요한 성분 테스토스테론, 에스트로겐 등 성호르몬의 출발물질. 다량 섭취하면 혈관벽에 쌓여 혈류 방해. 포화지방은 간에 서 콜레스테롤로 전환 Cortisone is a steroid hormone. Cholesterol is a key component of cell membranes. Waxes 왁스 지방산과 탄화수소의 결합체 가죽, 깃털, 잎 및 과일의 방수

10 Proteins 단백질 C, H, O, N, S 원소로 구성 아미노산이 단위체
펩티드 결합으로 연결된 아미노산의 단위체로 구성된다. 20종류의 아미노산 R 그룹의 성질에 따라 각각의 아미노산의 성질이 결정됨 아미노산은 중심탄소에 수소, 카르복실기, 아미노기, R(잔기)기로 구성 An amino acid contains a central carbon atom bonded to: a hydrogen atom a carboxyl group (COOH) an amino group (NH2) an R group - differs for each of the 20 biologically important amino acids.

11 Proteins 단백질 단백질은 삼차원적인 형태 단백질 구조의 변화는 변성 1차구조: 폴리펩티드의 아미노산서열
2차구조: 수소결합 등을 통해 이루는 알파나선(- helix), 베타병풍(-sheet) 3차구조: R그룹과 물과의 상호작용, R그룹 사이의 이 황화 결합과 이온 결합등을 통한 한 폴리펩티드의 3차 원적 구조 4차구조:폴리펩티드와 다른 폴리펩티드 상호작용=> 기능적으로 활성 단백질 구조의 변화는 변성 Conformation of protein is critical to its function. If a protein is denatured, it will no longer function properly.

12 Proteins 단백질 단백질의 다양한 기능 Antibodies 항체 - 면역 Hemoglobin 헤모글로빈 – 산소 운반
Insulin & glucagon – 혈당량 조절 Keratin – 머리카락 구조 fibrin & thrombin – 혈액 응고 spider silk (strongest natural fiber known) enzymes (maltase, pepsin, lipase) - 효소 Antibodies = Function in immunity. Hemoglobin = protein in RBCs that transports oxygen. Insulin & Glucagon = protein hormones that regulate levels of glucose in the bloodstream. Keratin = structural protein found in hair, nails, hooves. Fibrin & thrombin = proteins involved in blood clotting. Enzymes are protein catalysts (speed up chemical reactions without being altered in the process; thus they are reusable).

13 Proteins 단백질 효소 효소: 세포 내에서 일어나는 특정 화학반응을 촉매 하는 단백질.
자기가 촉매하는 화학반응에 대해 특이성을 나타냄. 활성부위: 기질과 결합하는 자리. 효소기질 복합체 가 자리 잡는 곳. 효소는 기질들을 합치거나 분해할 수 있다 활성부위의 구조는 기능에 필수적

14 Nucleic Acids 핵산 C, H, O, N, P 원소로 구성 단위체는 뉴클레오티드 핵산의 종류:
DNA (deoxyribonucleic acid) RNA (ribonucleic acid). Nucleotide의 구조: 오탄당: 데옥시리보오스/리보오스 인산염기(PO4) 염기(base): 아데닌(A), 구아닌(G), 시토신(C), 티민(T), 우라실(U). Each nucleotide is composed of: a 5 carbon sugar (ribose or deoxyribose) a phosphate group a nitrogenous base (guanine, cytosine, thymine, adenine or uracil).

15 Nucleic Acids 핵산 DNA (deoxyribonucleic acid) RNA (ribonucleic acid)
오탄당은 디옥시리보오스 질소 염기는 A, G, T, C 네 가지 수소결합에 의한 이중 나선 유전물질 RNA (ribonucleic acid) 오탄당은 리보오스 단일 가닥 DNA의 유전정보를 발현할 수 있도록

16 Nucleic Acids 핵산 기능 : 유전정보 보관
3개의 염기가 한 특정 아미노산을 만드는 암호. (Triplet code) 유전자: 하나의 폴리펩티드를 만드는 유전암호의 서열 DNA는 서로 상반되고 상보적인 두 가닥으로 존재. 두 가닥은 염기 사이에 특정한 수소결합 연결. A-T, C-G. 단일가닥의 구조인 RNA는 여러 다른 모양의 형성 가능. RNA는 효소로서 작용가능=>ribozyme. ATP: 생명체의 에너지원으로 RNA 뉴클레오티드 중 하나