생화학

쪾1장 생화학과 세포의 구성
1.1┃기본 주제 1
1.2┃생화학의 화학적 본질 2
1.3┃생물학의 시작: 생명의 기원 6
생화학과의 접목 1.1 구조식이 왜 그토록 중요한가? 7
1.4┃가장 큰 생물학적 차이점 ― 원핵생물과 진핵생물 15
1.5┃원핵세포 16
1.6┃진핵세포 17
1.7┃5계, 3영역 23
1.8┃모든 세포들의 공통 기반 25
생화학과의 접목 1.2 극한미생물: 산업의 보물창고 26
1.9┃생화학 에너지론 28
1.10┃에너지와 변화 30
1.11┃생화학 반응에서의 자발성 31
1.12┃생명과 열역학 32
생화학과의 접목 1.3 반응 예측하기 33


쪾2장 물: 생화학반응의 용매
2.1┃물과 극성 38
2.2┃수소결합 42
생화학과의 접목 2.1 기초 화학이 생명에 미치는 영향:
수소결합의 중요성 46
2.3┃산, 염기, pH 47
2.4┃적정곡선 51
2.5┃완충용액 53
생화학과의 접목 2.2 완충용액의 선택 58
생화학과의 접목 2.3 혈액 완충작용의 몇 가지 생리학적 결과 60
생화학과의 접목 2.4 젖산 ― 항상 나쁜 건 아니다 60


쪾3장 아미노산과 펩타이드
3.1┃아미노산은 3차원 세계에 존재한다 64
3.2┃각각의 아미노산들: 그 구조와 성질 65
생화학과의 접목 3.1 진정작용과 각성작용이 있는 아미노산들 71
3.3┃아미노산은 산과 염기 두 가지로 모두 작용할 수 있는가? 72
3.4┃펩타이드 결합 75
3.5┃생리활성이 있는 작은 펩타이드들 77
생화학과의 접목 3.2 아미노산은 도처에 깔려 있다 78
생화학과의 접목 3.3 아스파탐, 단맛을 내는 펩타이드 79
생화학과의 접목 3.4 페닐케톤뇨증―작은 물질인데도 미치는
영향은 크다 80
생화학과의 접목 3.5 펩타이드 호르몬―영향을 크게 미치는
더 작은 물질들 81


쪾4장 단백질의 3차 구조
4.1┃단백질 구조와 기능 85
4.2┃단백질의 1차 구조 86
4.3┃단백질의 2차 구조 87
생화학과의 접목 4.1 완전단백질과 영양 88
4.4┃단백질의 3차 구조 97
4.5┃단백질의 4차 구조 105
4.6┃단백질 접힘의 역학 111
생화학과의 접목 4.2 프리온과 질병 116


쪾5장 단백질의 정제 및 특성 규명 기술
5.1┃세포에서 순수한 단백질 추출하기 121
5.2┃칼럼 크로마토그래피 122
5.3┃전기영동 128
5.4┃단백질의 1차 구조 결정하기 129
생화학과의 접목 5.1 모두 다 통합하기 137


쪾6장 단백질의 작용 양상: 효소
6.1┃효소는 효율적인 생체 촉매이다 141
6.2┃반응속도론 대 열역학 141
생화학과의 접목 6.1 질병의 표지로서의 효소 143
6.3┃효소 반응속도론 식 144
6.4┃효소-기질 결합 146
6.5┃효소-촉매 반응의 예 148
6.6┃효소반응속도론에 대한 미케일리스-멘텐 방식의 접근법 150
6.7┃효소 저해 157
생화학과의 접목 6.2 반응속도론 자료로 얻는 실용적 정보 158
생화학과의 접목 6.3 AIDS 치료에서의 효소 저해작용 163


쪾7장 단백질의 작용 양상: 효소, 메커니즘, 조절
7.1┃알로스테릭 효소의 작용 양상 167
7.2┃알로스테릭 효소에 대한 일치형 모델과 순차적 모델 171
7.3┃인산화에 의한 효소활성의 조절 175
7.4┃자이모젠 178
7.5┃활성부위의 본질 179
7.6┃효소 메커니즘에 관여되어 있는 화학반응들 184
생화학과의 접목 7.1 효소는 일상적인 유기화학반응을 촉매한다 186
생화학과의 접목 7.2 효소 족: 단백질분해효소(프로티에이스) 188
7.7┃활성부위와 전이상태 189
7.8┃보조효소 191
생화학과의 접목 7.3 코케인에 대한 촉매항체 192
생화학과의 접목 7.4 청정 화학을 위한 촉매제 193


쪾8장 지질과 단백질이 생체막에 결합되어 있다
8.1┃지질의 정의 197
8.2┃각종 지질의 화학적 성질 197
생화학과의 접목 8.1 지질은 다발성 경화증과 매우 밀접한 관계가
있다 203
8.3┃생체막 205
생화학과의 접목 8.2 버터 대 마가린―어느 것이 건강에 더
좋을까? 208
8.4┃막단백질의 종류 209
8.5┃막 구조의 유동-모자이크 모델 211
생화학과의 접목 8.3 의학에서의 막 212
8.6┃막의 기능 213
생화학과의 접목 8.4 지질방울은 단순히 커다란 지방 덩어리가
아니다 218
8.7┃지용성 비타민과 그 기능 218
생화학과의 접목 8.5 시각작용은 위대한 화학반응이다 222
8.8┃프로스타글란딘과 류코트라이엔 225
생화학과의 접목 8.6 왜 연어를 더 많이 먹어야 하는가? 227


쪾9장 핵산: 구조가 정보를 전달하는 방법
9.1┃핵산 구조의 단계 231
9.2┃폴리뉴클레오타이드의 공유결합 구조 231
생화학과의 접목 9.1 DNA 가계도 236
9.3┃DNA의 구조 237
생화학과의 접목 9.2 삼중나선 DNA가 신약 설계에 유용한 것은
무엇 때문인가? 243
9.4┃DNA의 변성 246
생화학과의 접목 9.3 인간유전체사업: 보물인가, 판도라의
상자인가? 247
9.5┃RNA의 주요 종류와 그 구조 248
생화학과의 접목 9.4 일란성 쌍둥이가 똑같지 않은 이유는? 255


쪾10장 핵산의 생합성: 복제
10.1┃세포에서의 유전정보의 흐름 259
10.2┃DNA의 복제 260
10.3┃DNA 중합효소 263
10.4┃DNA 복제에 필요한 단백질들 268
10.5┃교정과 수선 271
생화학과의 접목 10.1 DNA에 유라실 대신 타이민이 포함되어
있는 이유는? 273
생화학과의 접목 10.2 E. coli에서의 SOS 반응 276
10.6┃진핵생물의 DNA 복제 277
생화학과의 접목 10.3 텔로머레이스와 암 280


쪾11장 유전암호의 전사: RNA 생합성
11.1┃전사의 개요 285
11.2┃원핵생물에서의 전사 286
11.3┃원핵생물에서의 전사 조절 293
11.4┃진핵생물에서의 전사 302
11.5┃진핵생물에서의 전사 조절 307
생화학과의 접목 11.1 TFIIH―유전체에서 최대한의 것을
만들어냄 308
생화학과의 접목 11.2 CREB―전혀 들어본 적이 없는 가장
중요한 단백질? 313
11.6┃DNA-결합 단백질에서 발견되는 구조적 특징들 313
11.7┃전사 후의 RNA 변형 317
생화학과의 접목 11.3 루퍼스(낭창): RNA 가공과정과 관련된
자가면역질환 322
11.8┃라이보자임 323
생화학과의 접목 11.4 전사에서의 교정작용은? RNA는 다른
손실된 조각을 채운다 325


쪾12장 단백질 합성: 유전 메시지의 번역
12.1┃유전 메시지의 번역 329
12.2┃유전암호 330
12.3┃아미노산의 활성화 335
12.4┃원핵생물의 번역 338
생화학과의 접목 12.1 21번째 아미노산? 346
12.5┃진핵생물의 번역 349
12.6┃단백질의 번역-후 변형 353
생화학과의 접목 12.2 샤프론: 적합하지 않은 결합을 방지함 354
12.7┃단백질 분해 355
생화학과의 접목 12.3 잠재성 돌연변이가 언제나 잠재성인
것은 아니다 355
생화학과의 접목 12.4 우리는 어떻게 높은 고도에 적응하는가? 357


쪾13장 핵산 생물공학 기술
13.1┃핵산의 정제 및 검출 361
13.2┃제한효소 363
13.3┃클로닝 366
13.4┃유전공학 374
생화학과의 접목 13.1 농업에서의 유전공학 376
생화학과의 접목 13.2 유전자 재조합 기술을 통해 만들어진
인간 단백질들 379
13.5┃DNA 라이브러리 381
생화학과의 접목 13.3 융합단백질과 신속한 정제 382
13.6┃중합효소연쇄반응 385
13.7┃DNA 핑거프린팅 387
생화학과의 접목 13.4 CSI: 생화학―DNA 검사의 법의학적
이용 388
13.8┃DNA의 염기서열 결정하기 392
생화학과의 접목 13.5 RNA 간섭―유전자를 연구하는 가장
새로운 방법 393
13.9┃유전체학과 단백질체학 396


쪾14장 바이러스, 암 그리고 면역학
14.1┃바이러스 403
14.2┃레트로바이러스 408
생화학과의 접목 14.1 바이러스는 유전자 치료에 이용된다 410
14.3┃면역계 411
생화학과의 접목 14.2 바이러스 RNA는 면역계를 속인다 422
14.4┃암 424
생화학과의 접목 14.3 질병 대신 증상을 공격한다? 432


쪾15장 대사에서 에너지 변화와 전자전달의 중요성
15.1┃자유에너지 변화에서의 표준 상태 436
15.2┃생화학적 적용을 위한 변형된 표준 상태 437
15.3┃대사의 본질 438
생화학과의 접목 15.1 살아 있는 생명체는 에너지를 필요로
한다 ― 생명체는 에너지를 어떻게 이용하는 걸까? 439
15.4┃대사에서 산화와 환원의 역할 440
생화학과의 접목 15.2 생명체는 독특한 열역학 계이다 441
15.5┃생물학적으로 중요한 산화환원 반응에서의 보조효소 442
15.6┃에너지 생산과 에너지 사용의 연결 446
15.7┃대사경로 활성화에서의 보조효소 A 451


쪾16장 탄수화물
16.1┃당: 구조와 입체화학 457
16.2┃단당류의 반응 465
생화학과의 접목 16.1 비타민 C는 당과 관련이 있다 466
생화학과의 접목 16.2 과일, 꽃, 현란한 색상 그리고
의학적 용도 471
16.3┃몇 가지 중요한 올리고당류 472
생화학과의 접목 16.3 락토오스 과민증: 왜 그렇게 많은
사람들이 우유 마시기를 원하지 않을까? 474
16.4┃다당류의 구조와 기능 475
생화학과의 접목 16.4 식이섬유가 몸에 아주 좋은 이유는
무엇일까? 479
16.5┃당단백질 483
생화학과의 접목 16.5 저-탄수화물 식이요법 484
생화학과의 접목 16.6 당단백질과 수혈 485


쪾17장 해당과정
17.1┃해당과정의 전체 경로 488
생화학과의 접목 17.1 발효를 통해 얻는 생물 연료 491
17.2┃6-탄소화합물인 글루코오스에서 3-탄소화합물인 글리세르
알데하이드-3-인산으로의 전환 492
17.3┃글리세르알데하이드-3-인산은 피루브산으로 전환된다 498
17.4┃피루브산의 혐기성 대사 506
생화학과의 접목 17.2 혐기성 대사와 치아가 썩는 현상과는
어떤 연관이 있는가? 510
생화학과의 접목 17.3 태아알코올증후군 511
17.5┃해당과정에서의 에너지 생산 511



쪾18장 탄수화물 대사에서의 저장 메커니즘과 조절
18.1┃글리코겐 생성과 분해의 방법 515
생화학과의 접목 18.1 운동선수들이 글리코겐을 비축하는
이유는 무엇인가? 521
18.2┃글루코오스 신생합성은 피루브산으로부터 글루코오스를 만들어
낸다 523
18.3┃탄수화물 대사의 조절 528
18.4┃글루코오스는 그 대사 방향이 간혹 5탄당 인산 경로 쪽으로 전환
되기도 한다 533
생화학과의 접목 18.2 5탄당 인산 경로와 용혈성 빈혈 539


쪾19장 시트르산 회로
19.1┃대사에서 시트르산 회로의 중심 역할 542
19.2┃시트르산 회로의 전체 경로 543
19.3┃피루브산은 어떻게 아세틸-CoA로 전환되는가? 546
19.4┃시트르산 회로의 각 반응들 550
생화학과의 접목 19.1 식물의 독성과 시트르산 회로 553
19.5┃시트르산 회로의 에너지론과 조절 558
19.6┃글라이옥실산 회로: 시트르산 회로와 친척 관계인 경로 560
19.7┃분해대사에서의 시트르산 회로 562
19.8┃합성대사에서의 시트르산 회로 564
생화학과의 접목 19.2 왜 동물들은 식물이나 박테리아가 사용
하는 에너지원들을 모두 다 똑같이 사용하지 못하는 걸까? 565
생화학과의 접목 19.3 체중 감량이 힘든 이유는 무엇인가 568
19.9┃산소와의 연결 570


쪾20장 전자전달과 산화적 인산화반응
20.1┃대사과정에서 전자전달의 역할 574
20.2┃전자전달사슬에서의 환원 전위 575
20.3┃전자전달 복합체는 어떻게 구성되어 있는가? 578
20.4┃전자전달과 인산화반응 간의 연결 586
20.5┃산화적 인산화반응에서 동반작용의 메커니즘 589
20.6┃전자전달을 연구하는 데 호흡 저해제를 이용할 수 있다 592
20.7┃셔틀 메커니즘 594
생화학과의 접목 20.1 갈색 지방조직은 비만과 무슨 관계가
있는가? 595
20.8┃글루코오스의 완전 산화 시 생성되는 ATP 수 597
생화학과의 접목 20.2 스포츠와 대사 598
생화학과의 접목 20.3 스포츠의 어두운 면 599


쪾21장 지질대사
21.1┃지질은 에너지 생성과 저장에 관여되어 있다 603
21.2┃지질의 분해대사 603
21.3┃지방산 산화로 생기는 에너지 생산량 609
21.4┃불포화지방산과 홀수-탄소 지방산의 분해대사 611
21.5┃케톤체 614
생화학과의 접목 21.1 케톤체와 효과적인 체중 감량 615
21.6┃지방산 생합성 616
21.7┃아실글리세롤과 복합지질의 합성 623
생화학과의 접목 21.2 비만 유전자 625
생화학과의 접목 21.3 아세틸-CoA 카복실화효소－비만과의
전쟁에서의 새로운 표적? 625
21.8┃콜레스테롤 생합성 629
생화학과의 접목 21.4 아테롬성 동맥경화증 638


쪾22장 광합성
22.1┃엽록체는 광합성이 일어나는 곳이다 643
생화학과의 접목 22.1 빛의 파장과 에너지 사이의 관계 647
22.2┃광시스템Ⅰ, Ⅱ와 광합성 명반응 647
22.3┃광합성과 ATP 생산 654
생화학과의 접목 22.2 광합성 저해에 의한 잡초 제거 656
22.4┃산소의 존재 유무에 따른 광합성의 진화론적 의미 656
22.5┃광합성의 암반응은 CO2를 고정시킨다 658
22.6┃열대식물의 CO2 고정 662
생화학과의 접목 22.3 엽록체 유전자 664


쪾23장 질소대사
23.1┃질소대사: 개요 669
23.2┃질소고정 671
생화학과의 접목 23.1 비료의 질소함량은 왜 그렇게 중요한가? 672
23.3┃질소대사에서의 피드백 저해작용 673
23.4┃아미노산 생합성 674
23.5┃필수 아미노산 683
23.6┃아미노산 분해대사 683
생화학과의 접목 23.2 질소 노폐물의 처리와 물 686
생화학과의 접목 23.3 화학요법과 항생제 ― 폴산의 필요성을
이용하기 689
23.7┃퓨린 생합성 689
23.8┃퓨린 분해대사 692
생화학과의 접목 23.4 레쉬-나이한 증후군 694
23.9┃피리미딘 생합성과 분해대사 696
23.10┃라이보뉴클레오타이드의 디옥시라이보뉴클레오타이드로의
전환 699
23.11┃dUTP의 dTTP로의 전환 700


쪾24장 대사의 통합: 세포의 신호전달
24.1┃대사 경로들 간의 연결고리 704
24.2┃생화학과 영양학 705
생화학과의 접목 24.1 알코올 소비와 중독 706
생화학과의 접목 24.2 철: 무기질 필요성의 한 예 709
24.3┃호르몬과 2차 정보전달물질 713
24.4┃호르몬과 대사 조절 723
24.5┃인슐린과 그 효과 726
생화학과의 접목 24.3 인슐린과 저탄수화물 식품 727
생화학과의 접목 24.4 매일 운동하면 당뇨병을 멀리할 수
있는가? 730
생화학과의 접목 24.5 장수에 대한 탐구 731

쪾부록: 생화학에서의 핫 토픽 735
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