목차 일부
제1장 서론 ... 1
1.1 이 책의 구성 ... 1
1.2 이 책의 내용 ... 2
참고문헌 ... 4
제2장 미생물의 구조와 조성 ... 5
2.1 원소 구성 ... 5
2.2 영양 요구성에 따른 미생물의 분류 ... 6
2.2.1 미생물이 이용하는 5대 구성원소의 형태 ... 6
2.2.2 산소와 미생물 ... 7
2.2.3 영양...
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목차 전체
제1장 서론 ... 1
1.1 이 책의 구성 ... 1
1.2 이 책의 내용 ... 2
참고문헌 ... 4
제2장 미생물의 구조와 조성 ... 5
2.1 원소 구성 ... 5
2.2 영양 요구성에 따른 미생물의 분류 ... 6
2.2.1 미생물이 이용하는 5대 구성원소의 형태 ... 6
2.2.2 산소와 미생물 ... 7
2.2.3 영양 요구성 ... 8
2.3 미생물의 구조 ... 9
2.3.1 Flagella, Cilia, Pili ... 9
2.3.2 Capsule과 Slime층 ... 10
2.3.3 S-layer, Outer membrane, 세포벽 ... 10
2.3.4 원형질막 ... 19
2.3.5 원형질체 ... 26
요점정리 ... 29
참고문헌 ... 30
제3장 미생물의 에너지 대사 ... 33
3.1 에너지란? ... 34
3.1.1 열역학 ... 34
3.1.2 Free Energy변화 ... 36
3.1.3 산화·환원 반응의 Free Energy 변화 ... 38
3.1.4 삼투압의 Free Energy ... 41
3.1.5 다단계의 반응에서 Free Energy의 합계 ... 42
3.2 ATP는 생체 에너지 대사의 중심 ... 42
3.2.1 고에너지 인산 결합 ... 44
3.2.2 Adenylate Energy Charge ... 45
3.2.3 Phosphorylation Potential ... 47
3.3 Protonmotive Force와 ATP합성 기작 ... 48
3.3.1 기질 수준 인산화 ... 48
3.3.2 Protonmotive Force-에너지 대사의 중심 ... 48
3.3.3 Uncoupler ... 52
3.3.4 혐기성 발효 세균의 Electron Transport Phosphorylation ... 53
3.4 미생물에 의한 에너지 전환 ... 56
3.4.1 미생물의 발광 ... 56
3.4.2 미생물에 의한 에너지 전환 대사 ... 57
요점정리 ... 60
참고문헌 ... 61
제4장 물질의 막 투과 ... 63
4.1 Ionophore-막 투과의 모형 ... 63
4.2 확산에 의한 물질 운반 ... 65
4.3 Electrochemical Gradient를 이용하는 능동운반 ... 66
4.4 ATP 및 고에너지 인산 화합물에 의한 능동운반 ... 68
4.5 Group Translocation ... 69
4.6 기질 / 대사 산물 교환 ... 70
4.7 철 이온 흡수 ... 71
4.8 진핵세포 미생물의 물질 운반 ... 73
4.9 Mitochondria막을 통한 물질의 이동 ... 73
4.9.1 대사 산물의 이동 ... 74
4.9.2 환원력과 Acetyl기의 운반 ... 74
요점정리 ... 76
참고문헌 ... 76
제5장 포도당 대사와 ATP수율 ... 79
5.1 Embden-Meyerhof-Pamas경로 ... 80
5.1.1 Phosphofructokinase-EMP 경로의 Key Enzyme ... 81
5.1.2 ATP합성과 Pyruvate 생산 ... 82
5.1.3 EMP 변형 경로 ... 83
5.1.4 EMP 경로의 대사 조절 ... 84
5.2 Glucose-6-phosphate의 합성-Gluconeogenesis ... 85
5.2.1 PEP 합성 ... 86
5.2.2 Fructose Diphosphatase ... 86
5.2.3 Archaebacteria의 Gluconeogenesis ... 87
5.2.4 Gluconeogenesis의 대사 조절 ... 88
5.3 Hexose Monophosphate 경로 ... 89
5.3.1 Hexose Monophosphate 경로의 생화학적 의의 ... 89
5.3.2 HMP 경로의 3단계 ... 89
5.3.3 HMP 경로의 또 다른 기능 ... 91
5.3.4 HMP 경로의 대사 조절 ... 93
5.4 Entner-Doudoroff(ED)경로 ... 93
5.4.1 일부 Gram음성 세균의 해당 경로 ... 93
5.4.2 ED 경로의 Key Enzyme ... 93
5.4.3 ED 변형 경로 ... 95
5.5 Phosphoketolase 경로 ... 97
5.5.1 Leuconostoc의 당 대사 ... 98
5.5.2 Bifidum 경로 ... 99
5.6 동위원소를 이용한 해당 경로의 해석 ... 100
5.7 해당 경로의 ATP 수율 ... 102
요점정리 ... 103
참고문헌 ... 104
제6장 Tricarboxylic Acid(TCA)회로와 산화적 인산화 ... 107
6.1 Pyruvate의 산화적 탈탄산화 ... 107
6.2 TCA 회로 ... 108
6.2.1 Citrate의 합성과 TCA 회로의 대사 경로 ... 108
6.2.2 TCA 회로의 대사 조절 ... 110
6.3 대사 중간 산물의 보충 ... 111
6.3.1 Anaplerotic Sequence ... 111
6.3.2 Glyoxylate 회로 ... 112
6.4 불완전 TCA경로와 Reductive TCA회로 ... 115
6.4.1 불완전 TCA 경로 ... 115
6.4.2 Reductive TCA 회로 ... 116
6.5 Electron Transport(Oxidative) Phosphorylation-산화적 인산화 ... 116
6.5.1 Chemiosmotic Theory ... 117
6.5.2 전자 전달체 ... 117
6.5.3 전자 전달체의 배열 ... 123
6.5.4 ATP 합성 ... 125
요점정리 ... 127
참고문헌 ... 128
제7장 생합성과 미생물의 생장 ... 131
7.1 미생물체의 구성 ... 132
7.2 무기 질소원의 이용 ... 133
7.2.1 질산염의 환원 ... 133
7.2.2 암모니아의 이용 ... 134
7.3 황산염의 이용 ... 135
7.4 아미노산의 합성 ... 137
7.4.1 Pyruvate 및 Oxaloacetate 계열 ... 138
7.4.2 3-Phosphoglycerate 계열 ... 138
7.4.3 2-Ketoglutarate 계열 ... 141
7.4.4 방향족 아미노산 ... 142
7.4.5 Histidine의 합성 경로 ... 145
7.4.6 아미노산 합성의 대사 조절 ... 146
7.5 Nucleotide의 합성 ... 146
7.5.1 Salvage 경로 ... 146
7.5.2 de novo 경로에 의한 Pyrimidine Nucleotide의 합성 ... 147
7.5.3 Purine Nucleotide의 de novo 합성 ... 148
7.5.4 Deoxynucleotide의 합성 ... 148
7.6 지질의 합성 ... 150
7.6.1 지방산 합성 ... 150
7.6.2 인지질의 합성 ... 154
7.6.3 Isoprenoid계 지질의 합성 ... 157
7.7 단당류 및 그 유도체의 합성 ... 159
7.7.1 인산화 당과 UDP-당의 합성 ... 159
7.7.2 Murein 단량체의 합성 ... 160
7.7.3 Teichoic Acid의 단량체 합성 ... 161
7.8 다당류의 합성 및 세포벽과 Outer Membrane의 형성 ... 162
7.8.1 Glycogen 합성 ... 162
7.8.2 세포벽 합성 ... 163
7.8.3 Outer Membrane의 형성 ... 165
7.9 DNA의 합성 ... 168
7.9.1 DNA 복제 ... 168
7.9.2 자연 돌연 변이 ... 171
7.9.3 Prostreplicational Modification ... 172
7.10 RNA 합성 ... 172
7.10.1 RNA의 합성 ... 173
7.10.2 Posttranscriptional Processing ... 174
7.11 단백질의 합성 ... 175
7.11.1. 아미노산의 활성화 ... 175
7.11.2 단백질 합성-Initiation, Elongation, Termination ... 175
7.11.3 Posttanslational Modification ... 177
7.12 세포 구조의 형성 ... 179
7.12.1 세포의 구조물의 형성 ... 179
7.12.2 핵물질의 형성 ... 181
7.12.3 Ribosome의 형성 ... 181
7.12.4 진핵세포의 세포내 구조 형성 ... 181
7.13 미생물의 생장 ... 182
7.13.1 생장 수율 계수 ... 183
7.13.2 Y_A_T_P의 이론적 최고치 ... 185
7.13.3 호기적 성장 수율 계수 ... 188
7.1.34 Maintenance Energy ... 189
요점정리 ... 191
참고문헌 ... 192
제8장 Heterotroph의 호기적 대사 ... 195
8.1 고분자 물질의 분해 ... 195
8.1.1 전분의 분해 ... 196
8.1.2 Cellulose의 분해 ... 196
8.1.3 가인산분해효소에 의한 이당류의 분해 ... 198
8.1.4 Amylase, Cellulase 외의 다당류 분해효소 ... 199
8.1.5 단백질, 핵산, 지질의 분해 ... 199
8.2 당류의 이용 ... 200
8.2.1 6탄당의 이용 ... 200
8.2.2 5탄당의 이용 ... 202
8.3 유기산의 이용 ... 202
8.3.1 지방산의 이용 ... 202
8.3.2 Acetate보다 더 산화된 이탄소 화합물의 대사 ... 205
8.4 알코올의 이용 ... 207
8.5 아미노산의 이용 ... 208
8.5.1 산화적 탈아민 ... 208
8.5.2 Transamination ... 209
8.5.3 아미노산 Dehydratase ... 209
8.5.4 Cysteine과 Methionine의 대사 ... 211
8.5.5 아미노산의 탈아민 반응 산물의 대사 ... 211
8.5.6 그 밖의 아미노산 대사 ... 213
8.6 핵산 염기의 이용 ... 216
8.7 탄화수소의 이용 ... 218
8.8 방향족 화합물의 이용 ... 221
8.8.1 방향족 아미노산의 이용 ... 221
8.8.2 Ortho 및 Meta Cleavage ... 222
8.8.3 Oxygenase와 방향족 화합물의 산화 ... 226
8.9 불완전 산화 ... 226
8.9.1 초산균 ... 226
8.9.2 Acetoin과 Butanediol ... 228
8.9.3 그 밖의 호기적 발효 산물 ... 228
요점정리 ... 231
참고문헌 ... 231
제9장 혐기성 발효 ... 233
9.1 혐기성 미생물의 전자 수용체 ... 233
9.1.1 발효와 혐기성 호흡 ... 233
9.1.2 발효의 수소 대사 ... 235
9.2 혐기성 미생물과 산소 ... 236
9.3 Ethanol 발효 ... 237
9.4 젖산 발효 ... 240
9.4.1 Homofermentative 젖산 발효 ... 241
9.4.2 Heterofermentative 젖산 발효 ... 242
9.4.3 젖산균의 생합성 ... 243
9.4.4 젖산균의 산소 대사 ... 244
9.4.5 Lactate / H^+ Symport ... 245
9.4.6 발효 식품과 젖산균 ... 245
9.5 Butyrate와 Acetone-Butanol-Ethanol 발효 ... 248
9.5.1 Butyrate 발효 ... 248
9.5.2 Acetone-Butanol-Ethanol 발효 ... 257
9.5.3 Fermentation Balance ... 261
9.6 통성 혐기성 세균의 발효 ... 262
9.6.1 혼합산 발효 ... 262
9.6.2 혐기성 효소 ... 265
9.7 Propionate 발효 ... 266
9.7.1 Succinate-Propionate 경로 ... 266
9.7.2 Acrylate 경로 ... 269
9.8 아미노산 및 핵산 염기의 혐기적 분해 ... 270
9.8.1 단일 아미노산의 발효 ... 270
9.8.2 Stickland Reaction ... 276
9.8.3 핵산 염기의 발효 ... 277
9.9 발효로 생장하는 호열성 Archaebacteria ... 278
9.10 난분해성 물질의 발효 ... 279
요점정리 ... 279
참고문헌 ... 281
제10장 혐기성 호흡 ... 283
10.1 탈질 반응 ... 284
10.1.1 탈질 반응의 생화학 ... 285
10.1.2 탈질 반응의 ATP 수율 ... 287
10.1.3 탈질 반응의 대사 조절 ... 288
10.1.4 다른 미생물에 의한 탈질 반응 ... 289
10.2 금속 이온 환원 ... 290
10.2.1 철과 망간의 환원 ... 290
10.2.2 다른 금속의 환원 ... 291
10.2.3 금속 환원과 물질 순환 ... 291
10.3 황산수소 생산 ... 292
10.3.1 황산수소 생산의 생화학 ... 294
10.3.2 황산수소 생산균의 전자 전달 경로와 ATP 수율 ... 300
10.3.3 황산염 환원균의 균체 합성 ... 302
10.4 Methane 생산 ... 302
10.4.1 메탄 생산 세균 ... 304
10.4.2 메탄 생산 세균 특유의 조효소 ... 305
10.4.3 메탄 생산 경로 ... 307
10.4.4 메탄 생산의 에너지 보전 ... 310
10.4.5 메탄 생산 세균의 균체 합성 ... 312
10.5 Homoacetogen에 의한 Acetate 생산 ... 313
10.5.1 Homoacetogen ... 314
10.5.2 Homoacetogen의 탄소 대사 ... 315
10.5.3 Homoacetogen의 에너지 대사 ... 317
10.6 Syntrophic Association ... 318
10.6.1 Syntrophic Bacteria ... 318
10.6.2 Syntrophic Bacteria의 탄소 대사 ... 320
10.6.3 Facultative Syntrophic Association ... 322
10.7 혐기성 생태계의 물질 순환 ... 322
10.7.1 방향족 호합물의 혐기적 산화 ... 323
10.7.2 유기 halogen 화합물의 혐기적 대사 ... 324
10.7.3 혐기성 생테계의 물질순환과 환경 ... 324
요점정리 ... 325
참고문헌 ... 326
제11장 호기성 Chemolithotroph ... 329
11.1 Reverse Electron Transport ... 329
11.2 무기 질소 화합물의 산화 ... 330
11.2.1 암모니아의 산화 ... 331
11.2.2 아질산염의 산화 ... 332
11.3 유황 세균과 유황 화합물의 산화 ... 333
11.3.1 유황 세균 ... 333
11.3.2 유황 화합물의 산화 ... 335
11.3.3 유황 세균의 균체 합성 ... 336
11.4 철 세균 ... 337
11.5 수소의 산화 ... 338
11.5.1 수소 세균 ... 338
11.5.2 Hydrogenase ... 338
11.6 일산화탄소 산화균(Carboxydobacteria) ... 340
11.7 Lithotroph의 균체 합성 ... 342
11.7.1 Calvin 회로에 의한 이산화탄소의 고정 ... 342
11.7.2 Calvin 회로의 Key Enzyme ... 344
11.7.3 Reductive TCA 회로에 의한 이산화탄소의 고정 ... 346
11.7.4 Acetyl-CoA경로를 통한 이산화탄소 고정 ... 347
11.7.5 3-Hydroxypropionate 회로에 의한 이산화탄소 고정 ... 348
11.7.6 이산화탄소 고정 경로의 소요 에너지 ... 350
11.8 Chemolithotroph의 특성 ... 351
11.9 메탄과 Methanol 이용균 ... 352
11.9.1 Methlotroph의 분류 ... 352
11.9.2 Methlotroph ... 354
11.9.3 Methylotroph의 동화 작용 ... 356
11.9.4 일탄소 화합물 대사의 에너지 효율 ... 361
요점정리 ... 362
참고문헌 ... 363
제12장 광합성 ... 365
12.1 광합성 미생물의 분류 ... 365
12.1.1 Cyanobacteria ... 366
12.1.2 광합성 세균 ... 366
12.1.3 준광합성 세균 ... 367
12.2 광합성 색소 ... 368
12.2.1 Chlorophyll ... 368
12.2.2 Carotenoid ... 369
12.2.3 Phycobiliprotein ... 370
12.2.4 Pheophytin ... 371
12.2.5 광합성 미생물의 흡광 Spectrum ... 371
12.3 광합성 소기관 ... 372
12.3.1 Cyanobacteria ... 373
12.3.2 Green Bacteria ... 373
12.3.3 Purple Bacteria ... 374
12.4 광반응 ... 374
12.4.1 광의 성질 ... 374
12.4.2 광합성 색소의 광전 효과 ... 375
12.4.3 전자 전달 ... 376
12.5 광합성 미생물의 탄소 대사 ... 380
12.5.1 이산화탄소의 고정 ... 381
12.5.2 Photoorganotroph의 탄소 대사 ... 381
12.6 호염성 Archaebacteria의 광인산화 ... 384
요점정리 ... 385
참고문헌 ... 386
제13장 질소 고정 ... 387
13.1 질소 고정균 ... 388
13.2 질소 고정의 생화학 ... 389
13.2.1 Nitrogenase ... 389
13.2.2 환원력의 공급 ... 391
13.2.3 질소 고정의 Bioenergetics ... 392
13.2.4 질소 고정과 산소 ... 392
13.3 질소 고정의 대사 조절 ... 396
요점정리 ... 399
참고문헌 ... 399
제14장 미생물의 대사 조절 ... 401
14.1 효소 합성 조절-단일 Operon의 조절 ... 402
14.1.1 Promoter 구조에 의한 조절 ... 402
14.1.2 효소의 유도 ... 403
14.1.3 Catabolite Repression ... 406
14.1.4 최종 산물에 의한 Repression과 Attenuation ... 409
14.1.5 둘 이상의 최종 산물을 생산하는 효소의 합성 조절 ... 412
14.1.6 Sensor-Regulator가 작용하는 Two-Component System ... 415
14.1.7 Autogenous Regulation ... 415
14.1.8 mRNA의 분해와 수식에 의한 조절 ... 416
14.2 효소 합성 조절-Global Regulation ... 418
14.2.1 Stringent Response ... 419
14.2.2 Chemotaxis ... 421
14.2.3 암모니아의 부족에 의한 조절 ... 422
14.2.4 pho System ... 423
14.2.5 산소에 의한 통성 혐기성 세균의 대사 조절 ... 424
14.2.6 Heat Shock Response ... 426
14.2.7 삼투압 변화에 의한 조절 작용 ... 430
14.2.8 그 밖의 Two-component System ... 430
14.3 효소 활성 조절-Fine Regulation ... 431
14.3.1 Feedback Inhibition과 Feedforward Activation ... 431
14.3.2 효소의 구조 변형에 의한 활성 조절 ... 433
14.4 생장과 생존을 위한 조절 ... 438
14.4.1 Allosteric 조절에 의한 중심 대사 경로의 조절 ... 439
14.4.2 생장 속도에 따른 대사 조절 ... 440
14.5 2차 대사 산물 ... 440
14.6 대사 조절과 발효 공업 ... 441
14.6.1 Penicillin 발효 ... 441
14.6.2 아미노산 발효 ... 442
요점정리 ... 443
참고문헌 ... 445
제15장 미생물의 저장 물질과 생존 ... 447
15.1 생존과 에너지 ... 447
15.2 휴면 상태의 세균 세포 ... 448
15.3 미생물의 저장 물질 ... 449
15.3.1 당류 저장 물질 ... 449
15.3.2 지방성 저장 물질 ... 451
15.3.3 Polypeptide계 저장 물질 ... 457
15.3.4 Polyphosphate ... 458
요점정리 ... 460
참고문헌 ... 461
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