제Ⅲ부 생체 에너지학과 대사 ... 499 제14장 생체 에너지학의 원리 ... 505 생체 에너지학과 열역학 ... 506 생물학적 에너지 전환은 열역학의 법칙에 따른다 ... 506 〈별도설명14-1〉 엔트로피 : 무질서함의 이점 ... 507 세포는 자유에너지 원을 필요로 한다 ... 508 표준 자유에너지 변화는 평형 상수와 직접적인 관계가 있다 ... 509 실제의 자유에너지 변화는 반응물과 생성물의 농도에 의존한다 ... 511 표준 자유에너지 변화는 가산적이다 ... 513 인산 기의 전달과 ATP ... 514 ATP 가수분해의 자유에너지 변화는 크고 마이너스이다 ... 514 〈별도설명14-2〉 세포에서 ATP 가수분해의 자유에너지 : 대사일을 하는 과정의 진정한 가치 ... 516 그 밖의 인산화 화합물과 티오에스테르도 또한 가수분해의 큰 자유에너지를 가지고 있다 ... 516 ATP는 단순한 가수분해에 의하지 않고 기 전달에 의해서 에너지를 공급한다 ... 519 ATP는 인산 기, 피로인산 기와 아데닐릴 기를 제공한다 ... 521 정보 거대분자가 집합될 때 에너지가 필요하게 된다 ... 523 ATP는 능동 수송과 근육 수축에 에너지를 공급한다 ... 523 〈별도설명14-3〉 개똥벌레의 발광 : ATP의 선명한 보고 ... 524 모든 세포 종류에 있어서 누클레오티드 인산화 전달반응 ... 524 무기 다인산은 잠재적인 인산 기 공여체이다 ... 526 생화학식과 화학식은 동일하지 않다 ... 526 생물학적 산화-환원 반응 ... 527 전자의 흐름은 생물학적인 일을 할 수 있다 ... 527 산화-환원은 반-반응으로 기술할 수 있다 ... 528 생물학적 산화에는 흔히 탈수소반응이 관여한다 ... 529 환원 전위는 전자의 친화성의 척도를 나타낸다 ... 530 표준 환원 전위는 자유에너지 변화의 계산을 가능하게 한다 ... 531 글루코오스에서 CO2로의 세포의 산화는 특수한 전자 운반체를 필요로 한다 ... 533 몇 가지형의 보조효소와 단백질은 보편적인 전자 운반체로서 작용한다 ... 533 NADH와 NADPH는 가용성의 전자 운반체로서 탈수소효소와 함께 작용한다 ... 533 플라빈 누클레오티드는 플라보 단백질에 강하게 결합되어 있다 ... 536 요약 ... 537 참고문헌 ... 538 문제 ... 539 제15장 해당과 헥소오스의 이화 대사 ... 543 해당과정 ... 543 해당과정의 개관 : 해당과정에는 2가지의 단계가 있다 ... 544 해당의 준비기에는 ATP를 필요로 한다 ... 548 해당의 보수기에서는 ATP와 NADH를 생성한다 ... 551 전체적인 대차대조표로부터 본 ATP의 수지 ... 556 중간체는 해당 효소(glycolytic enzyme)의 사이에 전달된다 ... 556 해당은 엄격한 조절을 받는다 ... 557 암으로 이행하는 조직에서의 글루코오스 이화의 혼란 ... 557 호기성 조건과 혐기성 조건에 있어서 피루브산의 운명 ... 558 피루브산은 락트산 발효에 있어서 말단의 전자 수용체이다 ... 558 〈별도설명15-1〉 산소의 제한된 농도에서의 해당 : 운동선수와 악어, 시알라칸드 ... 559 〈별도설명15-2〉 양조 맥주 ... 560 에탄올은 알코올 발효에 있어서 환원 산물이다 ... 560 티아민 피로인산은 "활성 알데히드"기를 운반한다 ... 561 미생물 발효는 상품가치가 있는 그 밖의 최종산물을 만든다 ... 562 해당의 공급 대사경로 ... 563 글리코겐과 녹말은 가인산분해로 분해된다 ... 563 그 밖의 단당류도 여러 가지 점에서 해당경로에 들어간다 ... 565 식이성 다당류와 이당류는 단당류로 가수분해되어야 한다 ... 566 당질의 이화 대사의 조절 ... 567 조절 효소는 대사의 밸브로서 작용한다 ... 567 해당과 글루코오스 신생합성은 대등하게 조절되고 있다 ... 569 포스포프룩토오스 키나아제-1은 복잡한 다른자리 입체적 조절하에 있다 ... 570 핵소오스 키나아제는 그의 대사의 반응 산물에 의해서 다른자리 입체적인 저해를 받는다 ... 571 〈별도설명15-3〉 동질효소 : 같은 반응, 서로 다른 단백질들 ... 572 피루브산 키나아제는 ATP에 의해서 저해된다 ... 572 글리코겐 가인산분해효소는 다른자리 입체적으로, 또는 호르문에 의해서 조절되고 있다 ... 573 글루코오스 산화의 펜토오스 인산 경로 ... 574 〈별도설명15-4〉 글루코오스 6-인산 탈수소효소 결핍 : 피타고라스는 왜 팔라펠(납작한 빵)을 먹을 수 없었는가? ... 576 요약 ... 577 참고문헌 ... 578 문제 ... 580 제16장 시트르산 회로 ... 585 아세트산의 생성 ... 586 피루브산은 아세틸-CoA와 CO2로 산화된다 ... 586 피루브산 탈수소효소 복합체는 5가지 종류의 보조효소를 필요로 한다 ... 587 피루브산 탈수소효소는 3가지 종류의 서로 다른 효소로 되어 있다 ... 588 중간체는 효소의 표면에 결합된 채로 있다 ... 588 시트르산 회로의 반응 ... 590 시트르산 회로에는 8단계가 있다 ... 591 〈별도설명16-1〉 생성효소와 합성효소 ; 연결효소와 분해효소 ; 키나아제, 인산 가수분해효소, 가인산분해효소 : 오, 이름의 혼돈! ... 594 〈별도설명16-2〉 시트르산 : 대칭을 이룬 분자는 비대칭적으로 반응한다 ... 598 시트르산 회로의 산화 에너지는 유효하게 보존된다 ... 598 아세트산의 산화는 왜 복잡한가? ... 599 시트르산 회로의 구성성분은 중요한 생합성 중간체이다 ... 601 〈별도설명16-3〉 시트르산 : 생성효소, 소다 팝, 전세계로 공급되는 음식 ... 601 보충대사 반응은 시트르산 회로의 중간체를 보급한다 ... 602 피루브산 카르복실화효소에 있는 비오틴은 CO2기를 운반한다 ... 603 시트르산 회로의 조절 ... 604 피루브산 탈수소효소 복합체에 의한 아세틸-CoA의 생성은 다른자리 입체성과 공유결합성 기전에 의해 조절되고 있다 ... 604 시트르산 회로는 그것의 3가지 엑서고닉 단계에서 조절되고 있다 ... 605 글리옥실산 회로 ... 606 글리옥살산 회로는 아세트산으로부터 4개의 탄소 화합물을 생성한다 ... 606 시트르산 회로와 글리옥실산 회로는 협조적으로 조절이 된다 ... 608 요약 ... 610 참고문헌 ... 610 문제 ... 612 제17장 지방산의 산화 ... 617 지방산의 소화, 동원, 그리고 운반 ... 618 식이성 지방은 소장에서 흡수된다 ... 618 호르몬은 저장 트리아실글리세롤의 동원을 개시한다 ... 620 지방산은 활성화되어 미토콘드리아 내로 운반된다 ... 621 β산화 ... 623 포화 지방산의 β산화는 기본적인 4단계로 이루어진다 ... 623 β산화의 4단계는 아세틸-CoA와 ATP 생성을 위해서 반복된다 ... 625 〈별도설명17-1〉 비만 곰은 동면 중에 β산화를 한다 ... 626 아세틸-CoA는 시트르산 회로를 거쳐서 좀더 산화된다 ... 626 불포화 지방산의 산화에는 2가지 반응이 추가된다 ... 627 홀수 지방산의 완전 산화는 3가지의 또 다른 반응을 필요로 한다 ... 629 〈별도설명17-2〉 코엔짐 B12 : 복잡한 문제의 근본적인 해결 ... 630 지방산 산화는 정확하게 조절된다 ... 632 퍼옥시조옴도 또한 β산화를 한다 ... 633 식물의 퍼옥시조옴과 글리옥시조옴은 β산화로부터의 아세틸-CoA를 생합성 전구체로 이용한다 ... 633 β산화의 여러 효소는 진화과정에서 갈라지게 되었다 ... 634 오메가 산화는 내형질 세망에서 일어난다 ... 634 지방 아실-CoA 탈수소효소의 유전적 결함은 심각한 질환이다 ... 634 케톤체 ... 635 간장에서 만들어진 케톤체는 다른 기관으로 운반된다 ... 635 간외 조직은 케톤체를 연료로 사용한다 ... 636 케톤체는 당뇨병과 기아상태에서 과다하게 생산된다 ... 636 요약 ... 637 참고문헌 ... 638 문제 ... 639 제18장 아미노산의 산화와 요소의 생성 ... 643 대사에서 아미노 기의 운명 ... 644 식이 단백질(dietary ptotein)은 효소적으로 아미노산들로 분해된다 ... 645 피리독살 인산은 α-아미노 기를 α-케토글루타르산으로 전달하는 데 관여한다 ... 647 글루탐산은 간에서 암모니아를 유리한다 ... 650 〈별도설명18-1〉 조직장애 측정법 ... 651 글루타민은 혈중에서 암모니아를 운반한다 ... 652 알라닌은 암모니아를 근육에서 간으로 운반한다 ... 652 암모니아는 동물에게 유독하다 ... 653 질소 배설과 요소 회로 ... 653 요소는 5단계의 효소작용으로 암모니아에서 만들어진다 ... 654 시트르산 회로와 요소 회로는 서로 연결될 수 있다 ... 655 요소 회로의 활성은 두 단계에서 조절된다 ... 656 각 회로 경로가 연결되는 것은 요소 합성의 에너지 비용을 감소시킨다 ... 657 요소 회로의 유전적 결함은 치명적이 될 수 있다 ... 657 자연환경은 질소 배설의 대사경로를 결정한다 ... 658 아미노산의 분해 경로 ... 658 몇 가지 종류의 효소 보조인자는 아미노산의 이화 대사에서 중요한 역할을 한다 ... 659 10가지 종류의 아미노산은 아세틸-CoA로 분해된다 ... 663 페닐알라닌의 이화 대사는 어떤 사람의 경우 유전적으로 결함이 있다 ... 666 5가지 종류의 아미노산은 α-케토글루타르산으로 변환된다 ... 668 4가지 종류의 아미노산은 숙시닐-CoA로 변환된다 ... 670 간장에서는 가지 사슬 아미노산이 분해되지 않는다 ... 671 〈별도설명18-2〉 과학적 수사는 살인사건을 해결한다 ... 672 아스파라긴과 아스파르트산은 옥살로아세트산으로 분해된다 ... 673 아미노산에는 글루코오스로 변환되는 것과 케톤체로 변환되는 것이 있다 ... 673 요약 ... 674 참고문헌 ... 675 문제 ... 676 제19장 산화적 인산화와 광인산화 ... 679 산화적 인산화 ... 680 미토콘드리아에서의 전자전달 반응 ... 680 전자는 공통적인 전자 운반체로 모아진다 ... 680 전자는 막에 연속적으로 고정된 운반체를 통하여 이동한다 ... 682 전자 운반체는 다효소 복합체로서 작용한다 ... 686 전자전달에 의하여 생성된 에너지는 효과적으로 양성자 농도차로 보존된다 ... 692 식물의 미토콘드리아는 NADH를 산화시키는 다른 기전을 가지고 있다 ... 693 〈별도설명19-1〉 별도의 호흡 경로와 열과 고약한 냄새를 가진 식물 ... 694 ATP 합성 ... 695 ATP 생성효소는 두 개의 기능 도메인 F0과 F1을 가진다 ... 698 ADP보다 ATP는 F1의 표면에서 안정하다 ... 698 양성자 구배는 효소 표면으로부터 ATP의 방출을 유도한다 ... 699 ATP생성효소의 각 β소단위체는 3개의 다른 구조를 가질 수 있다 ... 699 순환하는 촉매작용은 ATP 합성을 위한 결합-변화 기전의 핵심이다 ... 702 화학삼투압 짝지음은 산소 소비와 ATP 합성의 비정수 화학양론을 허용한다 ... 703 양성자 - 추진력은 능동적 전달을 일으킨다 ... 704 세포질에서 생성된 NADH의 미토콘드리아 산화를 위하여 셔틀 회로가 필요하다 ... 705 산화적 인산화의 조절 ... 706 산화적 인산화는 세포 에너지 요구에 의해 조절된다 ... 707 갈색 지방은 미토콘드리아의 짝풀림으로 열을 생성한다 ... 70 ATP 생성 경로들은 협조성을 가지고 조절된다 ... 708 미토콘드리아 유전자의 변이는 인간에게 질병을 일으킨다 ... 708 미토콘드리아는 내공생 세균으로부터 진화된 것 같다 ... 710 광합성 : 빛 에너지의 획득 ... 711 광인산화의 일반적인 특징 ... 711 고등식물에서 광합성은 엽록체에서 일어난다 ... 712 빛은 엽록체에서 전자의 흐름을 유도한다 ... 712 광 흡수 ... 713 클로로필은 광합성을 위한 빛 에너지를 흡수한다 ... 713 보조 색소는 광 흡수의 범위를 확장한다 ... 716 클로로필은 흡수된 에너지를 엑시톤 전이에 의하여 반응 중심으로 모은다 ... 717 중요한 광화학적 반응 : 광-유도 전자 흐름 ... 719 세균은 단일 광화학 반응 중심의 두 가지 형태 중 하나를 가진다 ... 719 반응속도론적이고 열역학적인 요소들은 내부 전환에 의한 에너지 소실을 저해한다 ... 722 고등식물에서 두 반응 중심은 교대로 작용한다 ... 722 광화학계 Ⅰ과 Ⅱ의 공간적 분리는 엑시톤 라서니(excition-larceny)를 저해한다 ... 724 시토크롬 b6f 복합체는 광화학계 Ⅱ와 Ⅰ을 연결한다 ... 726 시아노세균은 산화적 인산화와 광인산화에서 시토크롬 b6f 복합체와 시토크롬 c6를 이용한다 ... 726 물은 산소-발생 복합체에 의해 분해된다 ... 727 광인산화에 의한 ATP 합성 ... 728 양성자 구배가 전자의 흐름과 인산화를 짝짓는다 ... 728 광합성의 개략적인 화학양론이 확립되어 왔다 ... 729 순환하는 전자의 흐름은 NADH나 산소가 아닌 ATP를 생성한다 ... 730 엽록체의 ATP 생성효소는 미토콘드리아의 것과 유사하다 ... 730 엽록체는 아마도 내공생 세균으로부터 진화되었을 것이다 ... 731 다양한 광합성 세균은 물이 아닌 수소 공여체를 사용한다 ... 731 호염성 세균은 단일 단백질이 빛을 흡수하고 양성자 펌핑을 하여 ATP를 생산한다 ... 732 요약 ... 734 참고문헌 ... 635 문제 ... 738 제20장 당질의 생합성 ... 743 글루코오스 신생합성 ... 744 피루브산이 포스포엔올피루브산으로 전환되기 위해서는 2개의 엑서고닉한 반응이 필요하다 ... 746 글루코오스 신생합성의 두 번째 우회 반응은 프룩토오스 1, 6-비스인산이 프룩토오스 6-인산으로 바뀌는 것이다 ... 749 글루코오스 6-인산으로부터 유리형 글루코오스로의 전환 반응은 제3의 우회 회로이다 ... 750 시트르산 회로의 중간체와 대부분의 아미노산은 글루코오스 생성성이다 ... 751 당질 대사에서 낭비 회로는 ATP를 소비한다 ... 752 글루코오스 신생합성과 해당은 협조적으로 조절된다 ... 753 발아 중의 종자는 글루코오스 신생합성을 통해 지방과 단백질을 글루코오스로 전환한다 ... 755 글리코겐, 녹말, 수크로오스, 그리고 다른 당질의 생합성 ... 757 UDP-글루코오스는 글리코겐 합성의 기질이다 ... 758 글리코겐 생성효소와 글리코겐 가인산분해효소는 상반적으로 조절된다 ... 760 ADP-글루코오스는 식물의 녹말 합성과 박테리아의 글리코겐 합성을 위한 기질이다 ... 761 UDP-글루코오스는 식물의 수크로오스 합성을 위한 기질이다 ... 763 락토오스 합성은 독특한 방법으로 조절된다 ... 764 UDP-글루코오스는 글루쿠론산과 비타민C 합성의 중간체이다 ... 765 당 누클레오티드는 박테리아의 세포벽 합성에 전구체로 작용한다 ... 766 〈별도설명20-1〉 페니실린과 β-락탐 분해효소 : 요술 방탄 대방탄 조끼 ... 768 당질의 광합성 ... 768 CO2 동화는 3단계로 일어난다 ... 770 CO2 로부터 트리오스 인산을 합성하기 위해서는 6개의 NADPH와 9개의 ATP가 소모된다 ... 776 엽록체로부터 트리오스 인산을 내보내고 인산을 들여보내는 운반 시스템 ... 777 식물에서 당질 대사의 조절 ... 779 루비스코는 양과 음의 양쪽으로 조절된다 ... 779 칼빈 회로의 효소 중 일부는 빛에 의해 간접적으로 활성화된다 ... 780 트리오스 인산을 이용해 수크로오스와 녹말을 합성하는 과정은 엄격히 조절된다 ... 781 광호흡은 루비스코의 산소화효소 활성에 기인하다 ... 782 어떤 종류의 식물은 광호흡을 방해하는 메커니즘을 가지고 있다 ... 783 요약 ... 785 참고문헌 ... 787 문제 ... 788 제21장 지방질의 생합성 ... 793 지방산과 에이코사노이드의 생합성 ... 793 말로닐-CoA는 아세틸-CoA와 탄산수소염으로부터 합성된다 ... 793 지방산은 순차적인 반응의 반복으로 생합성된다 ... 795 지방산 생성효소 복합체는 7가지의 다른 활성자리를 가지고 있다 ... 795 지방산 생성효소는 아세틸 기와 말로닐 기를 받아들인다 ... 797 지방산 생성효소에 의한 반응이 반복되어 팔미트산이 합성된다 ... 799 지방산 생성효소는 다기능 단백질로 구성되어 있다 ... 800 많은 유기체에서 지방산은 세포질에서 합성되는데 식물에서는 엽록체에서 합성된다 ... 800 아세트산은 시트르산이 되어 왕복 회로에 의해 미토콘드리아의 밖으로 나간다 ... 802 지방산 생합성은 빈틈없이 조절된다 ... 803 긴 사슬 포화 지방산은 팔미트산으로부터 합성된다 ... 804 몇 가지의 지방산은 불포화된다 ... 804 〈별도설명21-1〉 혼합기능 산화효소, 산소화효소, 그리고 시토크롬 P-450 ... 806 에이코사노이드는 20 - 탄소 과불포화 지방산으로부터 형성된다 ... 807 〈별도설명21-2〉 고리화산소화효소 이소짐과 더 좋은 아스피린의 추구 : 안정이 (활성)자리에 있다 ... 810 트리아실글리세롤의 생합성 ... 810 트리아실글리세롤과 글리세로인산지방질은 공통의 전구체로부터 합성된다 ... 811 동물에서 트리아실글리세롤의 생합성은 호르몬에 의해서 조절된다 ... 813 막 인산지방질의 생합성 ... 814 머리부분의 기가 부가되는 데는 2가지의 방안이 있다 ... 814 대장균에 있어서 인산지방질의 합성에는 CDP-디아실글리세롤이 사용된다 ... 815 진핵세포는 CDP - 디아실글리세롤로부터 산성 인산지방질을 합성한다 ... 817 진핵세포에 있어서 포스파티딜세린, 포스파티딜에탄올아민, 그리고 포스파티딜콜린의 합성 경로는 서로 연관되어 있다 ... 817 플라즈말로겐의 합성에는 에테르 결합된 지방산 알코올의 합성이 필요하다 ... 819 스핑고지방질과 글리세로인산지방질의 합성은 전구체와 몇몇 합성 반응 양식을 공유한다 ... 821 극성 지방질은 특정한 세포막으로 들어간다 ... 822 콜레스테롤, 스테로이드, 그리고 이소프레노이드의 생합성 ... 822 콜레스테롤은 아세틸-CoA로부터 4단계를 거쳐서 합성된다 ... 822 콜레스테롤은 여러 가지 운명을 취한다 ... 827 혈장 리포단백질은 콜레스테롤과 이외 여러 지방질을 운반한다 ... 828 〈별도설명21-3〉 아포리포단백질 E 대립유전자는 알츠하이머 병의 발생을 예견한다 ... 831 콜레스테롤 에스테르는 수용체를 통한 엔도시토시스에 의해서 세포 내로 들어간다 ... 832 콜레스테롤의 생합성은 몇 가지 인자에 의해서 조절되고 있다 ... 834 스테로이드 호르몬은 콜레스테롤 곁사슬의 절단과 산화에 의해서 합성된다 ... 835 콜레스테롤 생합성의 중간체는 여러 가지 운명을 취한다 ... 836 요약 ... 837 참고문헌 ... 838 문제 ... 840 제22장 아미노산과 누클레오티드 및 관련 물질의 생합성 ... 843 질소 대사의 개요 ... 843 질소 회로는 생체가 이용할 수 있는 질소의 풀을 유지한다 ... 844 질소는 질소화효소 복합체에 의해서 고정된다 ... 845 암모니아는 글루탐산과 글루타민을 경유해서 생체 분자로 들어간다 ... 848 글루타민 합성효소는 질소 대사의 중요한 조절점이다 ... 849 아미노산과 누클레오티드의 생합성에는 몇 종류의 반응이 특별한 역할을 한다 ... 851 아미노산의 생합성 ... 852 α-케토글루타르산으로부터 글루탐산, 글루타민, 프롤린, 아르기닌이 만들어진다 ... 855 세린, 글리신, 그리고 시스테인은 3-포스포글리세르산으로부터 만들어진다 ... 855 3종의 비필수 아미노산과 6종의 필수 아미노산은 옥살로아세트산과 피루브산으로부터 합성된다 ... 857 코리슴산은 트립토판, 에닐알라닌, 그리고 티로신의 합성에 있어서 중요한 중간체다 ... 860 히스티딘 생합성에는 푸린 생합성의 전구체가 이용된다 ... 865 아미노산 생합성은 다른자리 입체성 조절을 받는다 ... 865 아미노산으로부터 유도되는 여러 가지 분자 ... 866 글리신은 포르피린의 전구체이다 ... 866 〈별도설명22-1〉 왕과 흡혈귀의 생화학 ... 867 헴의 분해로 담즙 색소가 생긴다 ... 868 크레아틴과 글루타티온의 생합성에 아미노산이 필요하다 ... 868 D-아미노산은 주로 세균에서 관찰된다 ... 869 방향족 아미노산은 많은 식물성 물질의 전구체가 된다 ... 869 아미노산은 탈카르복실화되어 생체 아민으로 변환된다 ... 870 〈별도설명22-2〉 생화학적 트로이의 목마에 의한 아프리카 수면병의 치료 ... 872 아르기닌은 일산화질소의 생합성 전구체이다 ... 874 누클레오티드의 생합성과 분해 ... 874 푸린 누클레오티드의 신생합성은 PRPP로부터 시작된다 ... 875 푸린 누클레오티드의 생합성은 되먹임 제어 기전에 의해 조절된다 ... 878 피리미딘 누클레오티드는 아스파르트산, PRPP, 그리고 카르바모일 인산으로부터 생합성된다 ... 879 피리미딘 누클레오티드 생합성은 되먹임 저해에 의해서 조절된다 ... 880 누클레오시드 일인산은 누클레오시드 삼인산으로 변환된다 ... 881 리보누클레오티드는 데옥시리보누클레오티드의 전구체이다 ... 882 티미딜산은 dCDP와 dUMP로부터 유도된다 ... 886 푸린과 피리미딘은 분해되어 각각 요산과 요소를 생성한다 ... 887 푸린 염기와 피리미딘 염기는 회수 경로에 의하여 재이용된다 ... 888 요산의 과잉생산은 통풍을 유발한다 ... 889 많은 화학 요법제는 누클레오티드 생합성의 효소를 표적으로 한다 ... 889 요약 ... 891 참고문헌 ... 892 문제 ... 894 제23장 포유류의 대사의 통합과 호르몬에 의한 조절 ... 897 조직 특이적 대사 : 일의 분담 ... 897 간장은 영양소를 처리하고 배분한다 ... 898 지방 조직은 지방산을 저장하고 공급한다 ... 901 근육은 기계적인 일을 위해 ATP를 사용한다 ... 902 뇌는 전기적 전도의 전달을 위해 에너지를 사용한다 ... 904 혈액은 산소, 대사물, 호르몬을 운반한다 ... 905 연료 대사의 호르몬에 의한 조절 ... 906 에피네프린은 긴급 활동을 위한 신호를 보낸다 ... 906 글루카곤은 저혈당의 신호이다 ... 907 단식과 기아시의 대사는 뇌에 연료를 보급하도록 변한다 ... 908 인슐린은 고혈당의 신호를 보낸다 ... 910 코르티솔은 저혈당 등 스트레스의 신호이다 ... 911 당뇨병은 인슐린의 생성 또는 작용의 결함이다 ... 911 호르몬 : 다양한 기능을 위한 다양한 구조 ... 912 호르몬의 발견과 정제는 생물학적 분석(bioassay)이 필요하다 ... 912 〈별도설명23-1〉 어떻게 호르몬이 발견되었나? 정제된 인슐린에 이르는 험한 경로 ... 913 호르몬은 친화성이 큰 특이한 수용체를 통해 작용한다 ... 915 호르몬은 화학적으로 다양하다 ... 917 호르몬은 어떻게 조절되는가? ... 921 체중의 장기간의 조절 ... 924 렙틴은 Lipostat 이론에 의해 예측되었다 ... 924 많은 요소가 식이 행동과 에너지 소비를 조절한다 ... 925 렙틴은 조절 캐스케이드를 유발한다 ... 926 렙틴 시스템은 진화되어서 기아반응을 조절한다 ... 927 요약 ... 928 참고문헌 ... 929 문제 ... 930 제Ⅳ부 정보전달 경로 ... 933 제24장 유전자와 염색체 ... 935 염색체의 구성성분 ... 936 유전자들은 폴리펩티드 사슬과 RNA들을 암호화하는 DNA 분절들이다 ... 936 진핵생물의 염색체는 매우 복잡하다 ... 937 많은 진핵생물의 유전자들은 인트론이라는 전사되지 않는 개재 서열들을 갖고 있다 ... 938 DNA 분자의 크기와 서열구조 ... 939 비루스 DNA 분자는 비교적 작다 ... 939 세균은 염색체와 염색체 외 DNA를 갖고 있다 ... 940 진핵세포는 원핵세포보다 더 많은 DNA를 함유하고 있다 ... 941 진핵생물의 세포소기관들 역시 DNA를 갖고 있다 ... 942 DNA 초나선구조 ... 943 대부분의 세포 내 DNA는 이중나선 구조가 다소 풀려 있다 ... 945 DNA의 덜감김은 위상학적 감김 수에 의해 정의된다 ... 946 위상이성질화효소는 DNA 감김 수의 변화를 촉매한다 ... 949 DNA 압축구조의 형성을 위해서는 특수한 형태의 초나선구조를 필요로 한다 ... 950 염색질과 핵양체의 구조 ... 951 히스톤은 작은 염기성 단백질들이다 ... 952 누클레오소옴들은 염색질의 기본적인 조직 단위이다 ... 952 누클레오소옴들은 패키징되어 순차적으로 고차원 구조를 형성한다 ... 954 세균의 DNA 역시 고도로 조직화되어 있다 ... 955 요약 ... 956 참고문헌 ... 957 문제 ... 958 제25장 DNA 대사 ... 961 용어에 대한 이야기 ... 963 DNA 복제 ... 963 DNA 복제는 일련의 기본 법칙에 의해 좌우된다 ... 963 DNA는 핵산 가수분해효소에 의해 분해된다 ... 966 DNA는 DNA 중합효소에 의해 합성된다 ... 966 복제는 매우 정확하게 일어난다 ... 968 E. coli는 적어도 5가지 종류의 DNA 중합효소를 가지고 있다 ... 969 DNA 복제는 많은 효소와 단백질 인자를 필요로 한다 ... 972 E. coli 염색체의 복제는 몇 단계로 나눌 수 있다 ... 972 진핵세포에서의 복제는 보다 복잡하다 ... 978 DNA의 수복 ... 979 돌연변이는 암과 연관되어 있다 ... 979 모든 세포는 다중 DNA 수복 시스템을 가지고 있다 ... 980 〈별도설명25-1〉 DNA 수복과 암 ... 983 복제 분기점과 손상된 DNA간의 상호작용은 재조합이나 잘못되기 쉬운 수복을 이끈다 ... 988 DNA 재조합 ... 989 상동적 유전자 재조합은 여러 가지 기능을 한다 ... 990 감수분열 중의 재조합은 이중 가닥 절단으로 시작된다 ... 992 재조합은 특별한 효소들을 필요로 한다 ... 993 정지된 복제 분기점을 수복하기 위해 DNA 대사의 모든 면들이 동원된다 ... 997 부위 특이적 재조합은 정확한 DNA 재배열을 생성한다 ... 997 완전한 염색체 복제는 부위 특이적 재조합을 필요로 할 수 있다 ... 1000 전이성 유전 요소는 한 위치에서 다른 위치로 이동할 수 있다 ... 1000 면역글로불린 유전자는 재조합에 의해서 조립된다 ... 1003 요약 ... 1005 참고문헌 ... 1006 문제 ... 1007 제26장 RNA 대사 ... 1009 DNA - 의존성 RNA 합성 ... 1010 RNA는 RNA 중합효소(RNA polymerase)에 의해 합성된다 ... 1010 RNA 합성은 프로모터에서 시작된다 ... 1012 전사는 조절된다 ... 1014 〈별도설명26-1〉 RNA 중합효소는 프로모터에 자시의 푸트프린트를 남겨 둔다 ... 1015 특정 서열들은 RNA 합성을 종결시키는 신호과 된다 ... 1016 진핵세포는 3종류의 핵 내 RNA 중합효소를 가지고 있다 ... 1016 RNA 중합효소 Ⅱ는 활성을 위해 다른 많은 단백질들을 필요로 한다 ... 1017 DNA - 의존성 RNA 중합효소는 선택적으로 억제될 수 있다 ... 1019 RNA의 프로세싱 ... 1020 RNA로 전사된 인트론은 스플라이싱에 의해 제거된다 ... 1019 RNA가 스플라이싱을 촉매한다 ... 1022 진핵생물의 mRNA는 추가적인 프로세싱을 거친다 ... 1027 상이한 RNA 프로세싱에 의해 한 유전자로부터 다수의 산물이 생성된다 ... 1029 리보소옴 RNA와 tRNA 역시 프로세싱을 거친다 ... 1030 RNA 대사의 일부 과정들은 RNA 효소에 의해 촉매된다 ... 1033 세포 내 mRNA들은 서로 다른 속도로 분해된다 ... 1035 폴리누클레오티드 가인산분해효소는 무작위 RNA-유사 중합체를 만든다 ... 1036 RNA와 DNA의 RNA - 의존적 합성 ... 1036 역전사효소는 비루스 RNA로부터 DNA를 만든다 ... 1037 레트로비루스는 암과 에이즈를 일으킨다 ... 1039 〈별도설명26-2〉 HIV 역전사효소의 억제물질을 이용한 AIDS 치료 ... 1040 많은 전위요소, 레트로비루스, 그리고 인트론은 공통된 진화의 기원을 갖는다 ... 1040 텔로메라아제는 특수화된 역전사효소이다 ... 1041 일부 비루스 RNA들은 RNA - 의존적 RNA 중합효소에 의해 합성된다 ... 1042 RNA 합성은 생화학적 진화에 대한 중요한 단서를 제공한다 ... 1044 요약 ... 1047 참고문헌 ... 1047 문제 ... 1049 제27장 단백질 대사 ... 1051 유전암호 ... 1051 인위적으로 합성된 mRNA 주형에 의한 유전암호의 해독 ... 1053 〈별도설명27-1〉 번역의 틀 이동과 RNA 편집 : 도중에서 계획을 바꾸는 mRNA ... 1056 동요현상은 한 개 이상의 코돈을 인식하는 tRNA을 존재하게 한다 ... 1059 〈별도설명27-2〉 유전암호의 자연 변이 ... 1060 몇 가지 비루스 DNA에서는 서로 다른 판독 틀에 중복 유전자를 가지고 있다 ... 1062 단백질 합성 ... 1064 리보소옴은 복잡한 거대분자적 장치이다 ... 1066 전달 RNA는 특징적인 구조를 가지고 있다 ... 1068 1단계 : 아미노아실-tRNA 합성효소들은 올바른 아미노산을 대응하는 tRNA에 결합시킨다 ... 1070 2단계 : 특정 아미노산에서 단백질 합성이 시작된다 ... 1075 3단계 : 펩티드 결합은 신장의 단계에서 형성된다 ... 1078 4단계 : 폴리펩티드 합성의 종결에는 특별한 신호가 필요하다 ... 1081 〈별도설명27-3〉 유전암호 중에서 유발된 변이 : 넌센스 억제 ... 1082 5단계 : 새로 합성된 폴리펩티드 사슬은 접히고 프로세싱되는 과정을 거친다 ... 1084 많은 항생물질과 독소에 의해서 단백질 합성은 저해된다 ... 1086 단백질의 타게팅과 분해 ... 1087 많은 진핵세포성 단백질의 번역후 변형은 소포체에서 시작된다 ... 1088 당사슬 부기(glycosylation)는 단백질 타게팅에 중요한 역할을 당하고 있다 ... 1089 미토콘드리아와 엽록체는 도달되는 단백질은 유사한 경로를 사용한다 ... 1092 핵으로 이동하기 위한 신호 서열은 절단되지 않는다 ... 1094 박테리아도 단백질 타게팅을 위해서 신호 서열을 사용한다 ... 1095 세포는 수용체를 매개로 한 세포내이입에 의해 단백질을 세포 내로 받아들인다 ... 1096 단백질의 분해는 모든 세포에서 특별한 체계에 의해서 일어난다 ... 1097 요약 ... 1098 참고문헌 ... 1099 문제 ... 1101 제28장 유전자 발현의 조절 ... 1103 유전자 조절의 원리 ... 1105 RNA 중합효소는 DNA의 프로모터(promoter)에 결합한다 ... 1105 전사 개시는 프로모터 부위 또는 그 근처에 결합하는 단백질에 의해서 조절된다 ... 1106 대부분의 원핵세포의 유전자는 오페론이라고 부르는 단위에서 발현이 조절된다 ... 1108 lac 오페론은 음의 조절(negative regulation)을 받고 있다 ... 1109 조절 단백질은 각각의 DNA 결합 영역을 가지고 있다 ... 1111 조절 단백질은 또한 단백질-단백질 상호작용을 하는 영역을 갖는다 ... 1115 원핵세포에 있어서의 유전자 발현의 조절 ... 1116 lac 오폐론은 양의 조절(positive regulation)을 받는다 ... 1117 ara 오폐론은 한 가지의 조절 단백질에 의해서 양과 음 양쪽의 조절을 받는다 ... 1119 아미노산 생합성의 많은 유전자는 전사 감쇠에 의해서 조절된다 ... 1121 아미노산 생합성의 많은 유전자는 전사 감쇠에 의해서 조절된다 ... 1124 SOS 응답의 유도는 억제인자 단백질의 파괴를 필요로 한다 ... 1124 리보소옴 단백질의 합성은 rRNA 합성과 협조적 조절을 받는다 ... 1125 몇몇 유전자는 유전자의 재조합에 의해서 조절된다 ... 1128 진핵세포에 있어서의 유전자 발현의 조절 ... 1129 전사가 활발한 염색질은 전사가 일어나지 않는 염색질과는 구조적으로 구별된다 ... 1130 구조 변형은 DNA 접근성을 증가시킨다 ... 1130 염색직은 아세틸화 및 누클에오소옴의 치환에 의해 재형성된다 ... 1130 대부분의 진핵세포 프로모터는 양의 조절을 받는다 ... 1131 DNA 결합 전달 활성인자들과 보조 활성인자들은 일반 전사 인자의 조립을 돕는다 ... 1132 세 종류의 단백질이 전사 활성에 관여한다 ... 1132 효모에서 갈락토오스 대사에 필요한 유전자들은 양성과 음성의 조절을 모두 받는다 ... 1134 DNA - 결합 전달 활성인자들은 모듈 구조(modular structure)를 가지고 있다 ... 1136 진핵세포 유전자 발현은 세포간 및 세포 내 신호에 의해 조절될 수 있다 ... 1136 유전자 발현 조절은 핵 전사 인자의 인산화를 통해 이루어질 수 있다 ... 1138 많은 진핵세포의 mRNA는 번역 저해를 받는다 ... 1138 발생은 조절 단백질의 캐스케이드에 의해서 조절된다 ... 1139 요약 ... 1145 참고문헌 ... 1146 문제 ... 1148 제29장 재조합 DNA 기술 ... 1151 DNA 클로닝의 기초 ... 1151 제한 핵산 내부가수분해효소와 DNA 연결효소는 재조합 DNA를 제작한다 ... 1152 클로닝 벡터는 삽입된 DNA 조각을 증폭시킨다 ... 1156 세포성 염색체에서 유전자의 분리 ... 1160 유전자 클로닝은 DNA 라이브러리를 이용한다 ... 1160 특정한 DNA 서열은 증폭될 수 있다 ... 1161 혼성화는 특정한 서열을 확인한다 ... 1163 〈별도설명29-1〉 법의학에 있어서 강력한 무기 ... 1164 DNA 미세배열은 유전자와 유전자 발현을 연구하기 위한 집적된 라이브러리를 제공한다 ... 1166 재조합 DNA 기술의 응용 ... 1167 클론화된 유전자는 발현되어진다 ... 1167 클론화된 유전자는 변화되어진다 ... 1168 효모는 재조합 DNA를 위한 중요한 진핵성 숙주이다 ... 1170 매우 큰 DNA 조각은 효모 인공 염색체에서 클로닝된다 ... 1170 〈별도설명29-2〉 인간 게놈과 인간 유전자 치료법 ... 1172 식물 클로닝은 식물 기생 세균에 의한다 ... 1172 동물세포에서의 클로닝은 인간의 유전자 치료법을 위한 길을 제시한다 ... 1177 재조합 DNA 기술은 새로운 산물과 선택을 생성한다 ... 1179 요약 ... 1180 참고문헌 ... 1181 문제 ... 1183 부록 ... 1187 A 생화학 연구의 문헌에서 흔히 사용되는 약어 ... 1189 B 문제 해답 ... 1193 C 용어 해설 ... 1213 D 영문 색인 ... 1229 E 국문 색인 ... 1286