레닌저 생화학 정리노트 Ch02. 물 생명의 용매

문서 내 토픽

1. 물의 생물학적 역할

물은 생명현상의 반응물로 작용하며, 온도와 pH를 조절하는 완충제 역할을 한다. 모든 생명체에 필수적인 요소로, 생명체의 70~90%를 구성한다.
2. 수소결합

물 분자 간의 수소결합은 물의 특별한 성질을 만들어낸다. 수소결합은 강한 쌍극자-쌍극자 상호작용 또는 전하-쌍극자 상호작용이며, 물의 높은 끓는점, 녹는점, 표면장력 등을 결정한다.
3. 물의 이온화와 pH

물 분자는 가역적으로 이온화하여 H+와 OH-를 생성한다. pH는 H+와 OH- 농도를 나타내며, pH 7 이상은 알칼리성, pH 7 미만은 산성이다. 효소 활성과 단백질 구조는 최적 pH에 의해 결정된다.
4. 완충작용

완충액은 약산과 그 짝염기의 혼합물로, 소량의 산 또는 염기 첨가에도 pH 변화에 저항한다. 세포 내에서는 인산염 버퍼 시스템과 중탄산염 버퍼 시스템이 작동한다.

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1. 물의 생물학적 역할

물은 생명체에 필수적인 물질로, 생물학적 과정에서 매우 중요한 역할을 합니다. 물은 세포 내부와 외부의 용매 역할을 하며, 생화학 반응의 매개체로 작용합니다. 또한 물은 생물체의 구조와 기능을 유지하는데 필수적입니다. 예를 들어 단백질과 핵산의 3차원 구조 유지, 세포막의 기능 등에 물이 중요한 역할을 합니다. 더불어 물은 체온 조절, 영양분 수송, 노폐물 배출 등 생명체의 생리적 과정에 관여합니다. 따라서 물은 생명체의 생존과 번식에 필수불가결한 요소라고 할 수 있습니다.
2. 수소결합

수소결합은 물을 비롯한 생물학적으로 중요한 분자들의 구조와 기능에 매우 중요한 역할을 합니다. 수소결합은 분자 내부 또는 분자 간에 형성되는 약한 결합으로, 물 분자 간의 결합, 단백질과 핵산의 3차원 구조 유지, 효소-기질 결합 등에 관여합니다. 이러한 수소결합은 생물학적 과정의 안정성과 효율성을 높이는데 기여합니다. 예를 들어 DNA 이중나선 구조의 안정성은 수소결합에 의해 유지되며, 효소와 기질의 결합 또한 수소결합에 의해 강화됩니다. 따라서 수소결합은 생명체의 생존과 기능에 필수적인 요소라고 할 수 있습니다.
3. 물의 이온화와 pH

물의 이온화와 pH는 생물학적 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다. 물은 자체적으로 약한 전해질로 작용하여 수소이온(H+)과 수산화이온(OH-)을 생성합니다. 이러한 수소이온 농도(pH)는 생물체 내부의 산-염기 균형을 유지하는데 필수적입니다. 예를 들어 혈액, 세포질, 위액 등 생물체 내부의 pH는 매우 엄격하게 조절되어 생명활동에 필요한 효소 활성, 세포막 기능, 신경전달 등이 원활히 이루어질 수 있습니다. 또한 pH는 생물체의 대사과정, 면역반응, 삼투압 조절 등에도 영향을 미칩니다. 따라서 물의 이온화와 pH 조절은 생명체의 생존과 건강한 기능 유지에 매우 중요한 요소라고 할 수 있습니다.
4. 완충작용

완충작용은 생물학적 시스템에서 매우 중요한 역할을 합니다. 완충작용은 산-염기 평형을 유지하여 pH 변화를 최소화하는 기능을 합니다. 생물체 내부에는 다양한 완충 시스템이 존재하는데, 이는 세포 내외부의 pH 변화에 대응하여 생명활동에 필요한 pH 범위를 유지하는데 도움을 줍니다. 예를 들어 혈액의 탄산-중탄산염 완충계, 세포 내 단백질의 히스티딘 잔기 완충계 등이 있습니다. 이러한 완충작용은 생물체의 항상성 유지, 효소 활성 조절, 세포막 기능 유지 등에 필수적입니다. 따라서 완충작용은 생명체의 생존과 건강한 기능 유지에 매우 중요한 역할을 합니다.