3.21:

3.21: ATP와 거대분자 합성

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Cell Biology

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ATP and Macromolecule Synthesis

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01:28 min

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April 30, 2023

Overview

생물학적 거대분자는 주로 탄소 원자로 구성된 유기 화합물입니다. 탄소 원자는 수소, 산소, 질소 및 기타 미량 원소와 공유 결합되어 있습니다. 생물학적 거대분자는 탄수화물, 지질, 단백질, 핵산의 네 가지 주요 부류로 나뉩니다.

대부분의 거대분자는 단량체라고 하는 단일 소단위 또는 빌딩 블록으로 구성됩니다. 단량체는 공유 결합을 사용하여 서로 결합하여 폴리머로 알려진 더 큰 분자를 형성합니다.

단량체를 폴리머로 전환하는 것은 에너지 집약적인 과정입니다. 따라서 세포는 이러한 생화학적 과정에 동력을 공급하기 위해 세포의 에너지 통화인 ATP에 의존합니다. 예를 들어, 포도당이 글리코겐으로 전환되는 동안 ATP는 ADP와 무기 인산염(Pi)으로 가수분해되어 자유 에너지를 방출합니다. 방출된 무기 인산염은 포도당에 결합하여 글리코겐 합성에 필요한 포도당 6-인산염으로 변환합니다.

ATP가 계속해서 ADP로 분해되는 이 주기가 반복되어 모든 생명 과정에 동력을 공급합니다. 충전식 배터리와 마찬가지로 ADP는 세 번째 인산기의 재부착에 의해 ATP로 지속적으로 재생됩니다.

Transcript

단백질, 폴리뉴클레오티드, 탄수화물, 지질과 같은 거대분자는 아미노산, 뉴클레오티드, 단당류, 지방산의 고분자입니다.

이러한 거대분자의 합성은 에너지적으로 불리하기 때문에 유리한 엑세르고닉 과정인 ATP 가수분해에 의해 방출되는 에너지가 이러한 반응에 동력을 공급하는 데 사용됩니다.

예를 들어, 폴리뉴클레오티드 사슬 합성 중에 두 ATP 분자의 말단 인산염이 가수분해에 의해 방출됩니다. 그런 다음 이러한 인산염은 뉴클레오시드 일인산으로 전달되어 뉴클레오시드 삼인산(nucleoside triphosphate)이라고 하는 고에너지 중간체로 변환됩니다.

이 중간체는 피로인산을 방출하여 폴리뉴클레오티드 사슬의 성장 말단에 부착됩니다.

고분자의 합성은 두 가지 방식으로 배향 될 수 있습니다. 지질과 단백질의 경우, 합성은 머리 중합에 의해 발생하며, 여기서 축합 반응에 필요한 반응성 결합은 성장하는 고분자의 말단으로 운반됩니다. 각 단량체는 다음 단량체를 추가하는 데 필요한 반응성 결합을 가져옵니다.

꼬리 중합에서 폴리뉴클레오티드와 탄수화물의 합성에서 볼 수 있듯이 반응성 결합은 들어오는 단량체에 의해 운반되며 자체 첨가를 위해 즉시 사용됩니다.