[자연과학]식물과 세균의 탄수화물 생합성

소개

식물과 세균의 탄수화물에 관한 내용입니다. 전문적 지식을 바탕으로 한 내용입니다.

목차

20.1 광합성에 의한 탄수화물 합성
색소체는 식물세포와 조류(algae)의 고유 소기관이다
CO2 동화는 3단계로 일어난다
인산 삼탄당이 CO2로부터 합성되려면 6 NADPH와 9 ATP가 필요하다
엽록체에서 인산 삼탄당을 외수송(export)하고 인산을 내수송(import)하는 수송계
칼빈 회로의 4가지 효소는 빛에 의하여 간접적으로 활성화된다

20.2 광호흡과 C4 그리고 CAM 경로
광호흡은 루비스코의 옥시저네이스 활성의 결과이다
인산글라이콜산의 회수에는 비용이 많이 든다
C4 식물에서 CO2 고정과 루비스코 활성은 공간적으로 분리되어 있다
CAM 식물에서 CO2 포획과 루비스코의 작용은 일시적으로 분리되어 있다

20.3 녹말과 슈크로스의 생합성
ADP-글루코스는 식물 색소체의 녹말 합성과 세균의 클리코겐 합성에 사용되는 기질이다
UDP-글루코스는 잎세포의 세포질액에서 슈크로스 합성에 사용되는 기질이다
인산 삼탄당이 슈크로스와 녹말로 되는 전환은 엄격하게 조절된다

20.4 세포벽 다당의 합성 : 식물 셀룰로스와 세균 펩티도글라이칸
셀룰로스는 형질막의 거대분자 구조에 의하여 합성된다.
지질 연결 소당은 세균의 세포벽 합성에 사용되는 전구체이다

20.5 식물 세포에서 탄수화물 대사의 통합
발아 중의 종자는 클루코스신합성을 통하여 지방과 단백질을 글루코스로 전환한다.
공통 중간페 웅덩이는 다른 소기관의 경로와 연결된다

본문내용

이 장에서는 동화 경로에 대하여 공부하기로 한다. 동화 경로는 ATP와 NADH 또는 NADPH의 화학 에너지를 사용하여 단순한 전구체 분자로부터 세포의 구성 분자를 합성하는 것이다. 동화 경로는 일반적으로 산화적이 아니고 환원적이다. 이화와 동화는 동적인 항정 상태(dynamic steady state)에서 동시에 진행되므로 에너지를 합성하기 위한 세포 성분의 분해 과정은 살아있는 세포를 질서정연하게 만들고 유지하기 위한 생합성 과정과 서로 균형을 이룬다.
이 장의 순서는 CO2가 삼탄당과 육탄당으로 동화되는 과정을 설명하는 것으로 시작하여, CO2 고정 과정에서 중요한 부반응(side reaction) 인 광호흡, 그리고 특정 식물이 이 부반응을 피해가는 방법 등을 생각해 본다. 그리고 슈크로스 (당 운반용) 와 녹말 (에너지 저장용) 생합성이 동물세포에서 글리코겐을 만드는 기전과 어떻게 비슷하게 이루어지는지 알아본다. 그 다음 주제는 식물 세포벽의 셀룰로스와 세균 세포벽의 펩티도글라이칸의 합성인데, 형질막 외부에서의 에너지 의존 생합성의 문제를 제시한다. 마지막으로, 공통 중간체의 웅덩이 (pool) 을 공유하는 여러 경로들이 어떻게 서로 통합된 소기관 내에서 분리되어 있는지를 검토한다.

20.1 광합성에 의한 탄수화물 합성
식물과 광합성 미생물은 CO2와 물로부터 탄수화물을 합성할 수 있다. 즉 광합성의 빛 의존 반응에서 생성된 ATP와 NADPH에서 제공되는 에너지와 환원력을 이용하여 CO2를 환원한다. 식물, 그리고 다른 독립영양생물은 CO2를 환 탄소 원자의 유일한 공급원으로 사용하여 식물세포의 셀룰로스와 녹말뿐만 아니라 지질, 단백질, 그리고 그 밖의 모든 유기 화합물 등을 생합성할 수 있다.
녹색식물은 엽록체에 독특한 효소 기구를 가지고 있기 때문에 CO2를 단순한(환원된) 유기화합물로 전환하는 CO2 동화(CO2 assimilation)반응을 촉진할 수 있다. 이 과정은 또한 CO2 고정(CO2 fixation) 또는 탄소 고정(carbon fixation)이라고 부른다.
이 과정에서의 이산화탄소는 순환 회로를 통하여 동화되기 때문에 중요한 중간체는 끊임없이 재생된다. 이 경로는 흔히 칼빈 회로(Calvin cycle) 또는 광합성 탄소 환원 회로(photosynthetic carbon reduction)로 불린다.

참고자료

· 없음