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생화학 문제풀이Ⅱ
안덕준 교수
미국 뉴저지주립대학교 대학원 식품화학과 석사과정
미국 뉴저지주립대학교 대학원 식품화학과 박사졸업
미국 뉴저지주립대학교 대학원 식품화학과 석사과정
미국 뉴저지주립대학교 대학원 식품화학과 박사졸업
선문대학교
충남대학교
현) 유니와이즈 전임교수
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총 7개 챕터, 17강으로 구성되어 있습니다.
| 제목 | 강의시간 | 상세내용 |
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| 10장. 대사 | ||
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[1강] 대사 (1)
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34:
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생체 대사의 효율적 조절 및 상호 연관성
• 생체 대사 특징: 섭취 화합물 전환, 에너지 짝지음 반응, ATP·NADH·CoA 등 공통 운반체 기반 효율적 에너지 항상성 유지 • 대사 조절: 효소 양/활성 조절, 기질 접근성 제어, ATP를 통한 자유 에너지 흐름 관리를 통한 정밀한 생체 반응 조절 • 글리코겐 대사: 호르몬(글루카곤, 인슐린)과 인산화/탈인산화 효소 기반 합성-분해 상반 조절을 통한 에너지 항상성 유지 |
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[2강] 대사 (2)
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펜토오스 인산 경로와 대사 흐름
• 펜토오스 인산 경로(PPP): ATP 생성 없이 NADPH와 핵산 전구체 5탄당을 생산하여, 세포의 환원력 공급 및 생합성 기질 제공에 핵심적 역할 수행. • 통합 대사 과정: 탄수화물, 지방, 단백질은 아세틸-CoA와 구연산 회로 중간체를 통해 ATP 생산, 생합성 기질, NADPH 공급을 위한 상호 전환 경로를 구성. • 대사 흐름 조절: 포도당 6-인산은 해당 작용과 펜토오스 인산 경로로 분지되어 에너지 수요와 핵산 합성 필요성에 따라 대사 경로를 효율적으로 조절. |
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[3강] 대사 (3)
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펜토오스 인산 산화적 경로 및 생체 에너지 대사
* 펜토오스 인산 산화적 경로 (HMP): NADPH와 리보오스 5-인산을 생성하여 환원적 생합성 및 핵산 구성에 필수적인 경로. * ATP 인산기 이동 포텐셜: 높은 자유 에너지 방출을 통해 비자발적 생체 반응을 유도하는 핵심 에너지 화폐. * 음식물 에너지 추출 3단계: 소화 → 아세틸-CoA 전환 → 시트르산 회로 및 산화적 인산화를 통한 ATP 합성 과정. |
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[4강] 대사 (4)
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펜토오스 인산 비산화적 경로 요약
* 펜토오스 인산 비산화적 경로: 리보오스 5-인산 및 자일룰로스 5-인산을 과당 6-인산과 GAP로 전환하여 탄소 골격 재배열 및 해당 과정 연결. * 핵심 효소: 트랜스케톨라아제와 트랜스알돌라아제가 5탄당 상호 전환 및 탄소수 변경을 통해 다양한 대사 중간체를 생성. * 대사적 연계: NADPH 비의존적으로 해당 및 포도당 신생합성 경로에 필요한 중간체를 공급하여 대사 유연성과 효율성을 증진. |
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| 11장. 해당작용 | ||
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[5강] 해당작용 (1)
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해당작용 문제 풀이 및 핵심 정리
• 해당작용 정의 및 생성물: 포도당을 피루베이트, 순 2 ATP, 2 NADH로 전환하는 무산소성 대사 경로 분석 • 해당작용 10단계 과정: 효소별 포도당 분해와 ATP/NADH 생성 지점, 헥소카이네이스 등 3대 조절 단계 이해 • NADH 순환 및 에너지 수지: 무산소 발효의 $NAD^+$ 재생 역할과 기질 수준 인산화를 통한 ATP 순생산 원리 정리 |
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[6강] 해당작용 (2)
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45:
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당대사 조절과 회로의 생합성 물질 공급
• 해당작용: ATP와 NADH를 생성하는 포도당 대사의 핵심 경로로, 헥소카이네이즈, PFK, 피루브산 카이네이즈 효소를 통해 에너지 부하에 따라 조절됨. • 피루브산 대사 경로: 산소 유무에 따라 NAD+ 재생을 위한 발효 또는 아세틸 CoA 전환으로 나뉘며, 간은 글루코카이네이즈와 인산화 조절로 근육보다 세밀하게 혈당 및 대사를 제어. • 시트르산 회로: 에너지 생성 및 숙시닐 CoA, 알파-케토글루타르산 등 다양한 생합성 중간 물질을 공급하며, 피루브산 카르복실화 효소의 보충대사반응으로 핵심 중간 물질을 지속적으로 보충. |
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| 12장. 포도당 신생합성 | ||
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[7강] 포도당 신생합성 (1)
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포도당 신생합성 중요성과 원천 물질 활용
* 포도당 신생합성: 혈당량 조절 및 필수 기관 에너지 공급을 위한 락테이트, 알라닌, 글리세롤 등 비탄수화물 원천 물질의 포도당 전환 과정 * 코리 회로 및 알라닌 회로: 근육과 간 사이 락테이트 및 알라닌 순환을 통한 포도당 재생산과 에너지 균형 유지 메커니즘 * 글리세롤 경로 및 대사 유연성: 지방 분해 글리세롤의 DHAP 전환을 통한 포도당 합성 및 생체 상황에 따른 대사 경로 조절 원리 |
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[8강] 포도당 신생합성 (2)
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포도당 신생합성과 대사 조절 기전 및 반응성 산소종
• 포도당 신생합성 메커니즘: 해당 과정의 열역학적 우회 경로(옥살로아세트산 중간체)와 ATP, GTP 소모를 통한 포도당 합성 원리. • 포도당 신생합성 조절: 에너지 부하, 호르몬(인슐린, 글루카곤), 기질(아세틸-CoA, 알라닌)에 따른 복합적 대사 조절 기전. • 반응성 산소종(ROS): 산소 부분 환원으로 생성되는 초과산화 음이온 등 유해 물질 및 SOD, 카탈라아제 효소 기반의 인체 방어 시스템. |
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| 13장. 글리코겐대사 | ||
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[9강] 글리코겐대사 (1)
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글리코겐 대사: 분해 효소와 조절 메커니즘
• 글리코겐 대사: 신속 에너지원 저장의 중요성, 무산소 활용성 및 호르몬 조절 이점 정리 • 글리코겐 분해 효소: 가인산분해 효소, 이동효소, 1,6 결합 가수분해 효소 작용 및 포도당 6인산의 핵심 대사적 분기점 역할 요약 • 글리코겐 분해 조절: 가역적 인산화와 다른자리 입체적 상호작용(AMP, ATP, 포도당 6인산) 메커니즘 분석 |
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[10강] 글리코겐대사 (2)
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글리코겐 대사 조절 및 에너지원 활용
• 글리코겐/지방산 대사 조절: 에피네프린, 글루카곤, 인슐린 호르몬이 **cAMP-단백질 키나아제 A** 및 **PP1** 경로를 통해 에너지원 분해 및 합성을 상호 조절. • 글리코겐 활용 목적 및 구조: 근육은 자체 에너지, 간은 혈당 조절에 사용하며, 가지치기 구조는 용해도와 효소 접근성을 높여 대사 효율을 증진. • 글리코겐 분해/합성 기전: **UDP-포도당**을 통한 합성 및 **가인산분해효소**의 인산화 조절을 통해 정교한 혈당 균형을 유지. |
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| 14장. 펜토오스 인산 경로 | ||
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[11강] 펜토오스 인산 경로 (1)
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51:
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다가불포화지방산 분해 및 오탄당 인산 경로
* 다가불포화지방산 분해: 이성질화효소·환원효소 활용, 이중결합 포함 지방산의 미토콘드리아 내 $\beta$-산화 과정과 기전 파악. * 오탄당 인산 경로: NADPH(환원적 생합성) 및 리보스 5-인산(핵산 합성) 생성의 핵심 경로로서, 산화적·비산화적 과정 분석. * 대사 조절 및 상호 전환: 오탄당 인산 경로와 해당경로, 포도당 신생합성 경로의 유기적 연동을 통한 중간 물질의 대사 조절 기능 학습. |
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[12강] 펜토오스 인산 경로 (2)
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생체 대사 경로: 홀수지방산 분해와 펜토스 인산 경로 조절
* 홀수지방산 분해: 프로피오닐 CoA 생성 및 비오틴, 비타민 B12 보조인자를 통한 숙시닐 CoA 전환 경로. * 펜토스 인산 경로 조절: NADP+/NADPH 농도에 따른 포도당 6인산 탈수소효소 활성 및 기질 이용성을 통한 대사적 제어. * 대사 수요에 따른 PPP 전환: 리보스 5인산 또는 NADPH 생산을 위한 해당/포도당 신생합성 연계 유연성 원리. |
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| 15장. 시트르산 회로 | ||
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[13강] 시트르산 회로 (1)
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시트르산 회로의 중요성 및 대사 경로 분석
• 시트르산 회로 기능: ATP 생성을 위한 전자전달 물질(NADH, FADH2) 및 고분자 생합성 선구 물질을 공급하며, 탄수화물/지방/단백질의 공통 산화 경로 역할. • 피루베이트-아세틸-CoA 전환: 피루베이트 탈수소효소 복합체(PDHC)에 의한 비가역적 산화적 탈카르복실화로 아세틸-CoA 및 NADH를 생성하여 회로에 공급. • 시트르산 회로 에너지 산물: 회로 내 아이소시트르산, 알파-케토글루타르산, 말산 단계에서 3개의 NADH, 1개의 FADH2, 1개의 GTP를 생성하여 산화적 인산화 기반 마련. |
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[14강] 시트르산 회로 (2)
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시트르산 회로 핵심 과정 및 문제풀이
• 시트르산 회로: 아세틸-CoA 유입으로 NADH, FADH2, GTP를 생산하는 핵심 에너지 대사 경로. • 핵심 생성 과정: 숙신일-CoA 기질적 인산화를 통한 GTP 합성 및 숙신산 산화를 통한 FADH2 생성 이해. • 회로 조절 및 조건: 열역학적으로 불리한 말산 탈수소효소 반응 원리 및 NAD+ 재생을 위한 호기성 조건 필수. |
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[15강] 시트르산 회로 (3)
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시트르산 회로의 조절 및 글리옥실산 회로와의 비교
• 시트르산 회로 조절: 피루브산 탈수소효소 등 주요 효소의 에너지 부하 및 생성물 농도 기반 활성 조절을 통한 에너지 대사 균형 유지. • 옥살로아세트산 공급: 피루브산 카르복실화 효소를 통한 피루브산 전환으로 시트르산 회로 중간체 보충 및 아세틸 CoA 대사 균형 유지. • 글리옥실산 회로 특징: 아세틸 CoA를 포도당 신생합성으로 전환하는 대사 경로로, 시트르산 회로와 아세틸 CoA 이용, 이소시트르산 대사, 숙신산 경로에서 차이. |
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| 16장. 산화적 인산화 반응 | ||
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[16강] 산화적 인산화 반응 (1)
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생화학: ATP 생성 및 아미노산 탄소원자 운명
• 미토콘드리아 ATP 생성: 산화적 인산화와 전자전달계 복합체를 통한 양성자 기울기 형성 및 ATP 합성 기전. • 호흡사슬 전자 이동: NADH, FADH2 전자가 복합체 1, 2, 3, 4를 거쳐 최종 전자 수용체 산소로 전달되는 과정. • 아미노산 탄소원자 대사: 메티오닌, 루신 등 아미노산이 숙시닐 CoA, 아세틸 CoA, 아세토아세트산으로 전환되는 경로. |
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[17강] 산화적 인산화 반응 (2)
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포도당 완전 산화와 ATP 생성 메커니즘
• 양성자 동력 기반 ATP 합성: 미토콘드리아 막을 가로지르는 화학/전하 기울기를 활용하여 ADP와 인산으로부터 ATP를 생성하는 원리. • 글리세롤 3인산 왕복장치: 세포질 NADH 전자를 미토콘드리아로 전달하여 FADH$_2$ 경로를 통한 ATP 생성 효율 변화. • 세포호흡 조절 및 ATP 수율 계산: ATP/ADP 수준에 따른 산화적 인산화 속도 조절과 포도당 완전 산화 시 30분자 ATP의 대사 경로별 기여도 분석. |
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안덕준 교수님
생화학 문제풀이Ⅱ
