알기쉬운 생화학

들어가면서 생화학의 역사와 물, 그리고 화학의 기초 1
1. 생화학의 역사 2
1.1. 생화학의 역사 2
1.2. 19세기의 유기화학 2
1.3. 20세기의 첫 오십 년 동안 생화학의 발전 5
1.4. 20세기 후반 분자생물학의 출현 6
참고문헌 9

Chapter 01 생명의 용매로서 물(Water) 11
1. 생명의 용매로서 물(Water) 12
1.1. 소 개 12
1.2. 물의 물리적 특성 13
1.3. 물의 생물학적 중요성 13
1.4. 용매로서의 물 14
1.5. 요 약 14
2. 수용액의 pH 15
2.1. 생명체의 수소이온 농도 15
2.2. 물의 해리 15
2.3. pH 척도 15
2.4. 브론스테드-로우리의 산과 염기 16
2.5. 강산과 약산 16
2.6. 헨더슨-하셀발흐 방정식 17
2.7. 생리적 완충액(Buffer) 18
2.8. 요 약 19
3. 생명현상을 이루는 화학의 기초 19
3.1. 소 개 19
3.2. 탄소의 결합 성질 20
3.3. 탄소 혼합물의 비대칭성 20
3.4. 비공유결합 21
3.5. 반데르발스 힘 22
3.6. 수소결합 23
3.7. 이온결합 23
3.8. 소수성 상호작용(Hydrophobic Interactions) 23
3.9. 요 약 24
참고문헌 25
생각해 볼 문제 26

Chapter 02 세포 : 세포 및 세포 내 소기관들 29
1. 원핵세포와 진핵세포 30
1.1. 소 개 30
1.2. 세포의 두 가지 기본 유형 30
1.3. 세포들의 다양성 32
1.4. 원핵세포 32
1.5. 동물세포 33
1.6. 요 약 33
2. 세포 내 소기관들 33
2.1. 세포막 33
2.2. 핵 34
2.3. 사립체(mitochondria) 34
2.4. 거친면(rough), 매끈면(smooth) 세포질세망(ER, Endoplasmic Reticulum) 35
2.5. 골지체(Golgi Apparatus) 35
2.6. 용해소체(Lysosomes) 35
2.7. 과산화소체(Peroxisomes) 36
2.8. 요 약 36
참고문헌 37

Chapter 03 단백질-아미노산과 구조 39
1. 아미노산의 구성과 구조적 특징들 40
1.1. 소 개 40
1.2. 아미노산의 2가지 일반적 특징들 40
1.3. 폴리펩타이드의 아미노산 잔기 42
1.4. 변형 아미노산들 45
1.5. 폴리펩타이드의 결합 특징들 45
1.6. 단백질의 구조적 특징 46
1.7. 두 가지 주요 형태의 단백질 입체구조 48
1.8. 요 약 48
2. 단백질: 구조와 기능 50
2.1. 소 개 50
2.2. 마이오글로빈(Myoglobin) 50
2.3. 헤모글로빈(Hemoglobin) 50
2.4. 헤모글로빈이상으로 발생하는 질병들 53
2.5. 요 약 54
참고문헌 56
생각해 볼 문제 57

Chapter 04 단백질-효소와 보조효소 59
1. 효소의 특성과 분류 및 보조단, 보조인자, 보조효소 60
1.1. 소 개 60
1.2. 효소의 일반 촉매 특성 60
1.3. 촉매 기능에 의한 효소의 분류 61
1.4. 보조단, 보조인자 및 보조효소는 촉매작용에서 중요한 역할을 수행한다 63
1.5. 요 약 64
2. 효소 분석법 및 반응속도론 64
2.1. 효소 분석 64
2.2. 효소 반응속도 65
2.3. 반응속도에 영향을 미치는 인자들 66
2.4. 미하엘리스-멘텐식 68
2.5. 효소 억제 71
2.6. 요 약 73
3. 임상진단에 활용되는 효소 및 보조효소로서 비타민B 복합체 74
3.1. 임상진단에 사용되는 효소들 74
3.2. 질병상태에서 혈장 효소의 변화 74
3.3. 진단적 도구로서의 혈장 효소들 74
3.4. 심근의 질병과 동종효소 75
3.5. 보조효소로 작용하는 비타민B 계열 75
3.6. 요 약 79
참고문헌 80
생각해 볼 문제 81

Chapter 05 탄수화물 85
1. 서 론 86
2. 단 당 86
2.1. 명명법과 피셔(Fischer) 투영식 86
2.2. 닫힌 고리형 구조 88
2.3. 하워드 투영식 88
2.4. 그 외의 중요한 단당 90
3. 소당(Oligosaccharide) 91
4. 설탕과 감미료로 쓰이는 다른 분자들 92
5. 다 당 93
5.1. 전분과 글리코겐(Homoglycans) 93
5.2. 글리코겐 합성 94
5.3. 셀룰로스(Homoglycan) 95
5.4. 셀룰로스와 녹말의 입체상 구조 96
5.5. 헤테로글라이칸(Heteroglycans) 96
5.6. 화학적, 기능적 범용성 96
5.7. 다당의 다양한 활용 96
6. 첨 언 97
7. 요 약 98
참고문헌 100
생각해 볼 문제 101

Chapter 06 지질과 세포막 105
1. 서 론 106
2. 지질의 종류와 지질대사이상 106
2.1. 트리아실글리세롤(중성지방)의 구조 106
2.2. 중성지방의 비누화 107
2.3. 세포막 지질 108
2.4. 지질대사의 이상 110
2.5. 요 약 114
3. 세포막 115
3.1. 지질 이중막(Bilayer lipid Membranes) 115
3.2. 세포막 단백질들(Proteins of Membranes) 117
3.3. 세포막 유동 모자이크 모델(Fluid Mosaic Model of Membranes) 118
3.4. 요 약 119
참고문헌 120
생각해 볼 문제 121

Chapter 07 생체에너지와 대사과정 127
1. 생명과 에너지 128
2. 자유에너지 변화와 ATP 화학반응의 자유에너지 교환 129
2.1. 표준 자유에너지 변화 129
2.2. 자유에너지는 시스템에 있어서 유용한 에너지이다 130
2.3. 에너지 수송체로서의 ATP 131
2.4. 자유에너지 증가반응은 자유에너지 감소반응과 짝짓기되어 있다 131
2.5. 고에너지 인산기는 에너지 획득과 전달에서 중요한 역할을 한다 133
2.6. 높은 에너지의 인산기는 세포의‘에너지 화폐’역할을 한다 135
2.7. 포스파젠(phosphagens)과 ATP의 인산기 주개로서의 역할 135
2.8. 삼인산 뉴클레오사이드 합성 136
2.9. 요 약 137
3. 대사과정 138
3.1. ATP의 합성과 당분해(glycolysis) 139
3.2. 당분해과정의 의의 140
3.3. 당분해과정 경로 141
3.4. 파이루브산 산화와 당분해의 ATP 최종 생산 144
3.5. 요 약 146
참고문헌 147
생각해 볼 문제 148

Chapter 08 TCA와 산화인산화 153
1. 시트르산 회로의 의의 154
2. 시트르산 회로의 역할 154
2.1. 호흡사슬에 기질을 제공하는 시트르산 회로 154
2.2. 시트르산 회로 반응은 환원당량과 CO2를 방출 156
2.3. 아세틸-CoA 한 분자가 시트르산 회로를 한 바퀴 돌면 10분자의 ATP를 생산한다 158
2.4. 시트르산 회로에서 비타민의 역할 159
2.5. 대사의 중심 경로로서 시트르산 회로 159
2.6. 포도당신생성, 아미노기 전달 및 탈아민화 반응에 참여 160
2.7. 지방산 합성에 참여 161
2.8. 요 약 162
3. 호흡사슬과 산화인산화 162
3.1. 사립체의 특징 163
3.2. 호흡사슬의 구성 163
3.3. 호흡사슬을 통한 물 환원 163
3.4. 호흡사슬을 통한 ATP 합성 165
3.5. 막에 위치한 ATP 생성효소 165
3.6. 호흡사슬은 이화작용 동안 포착된 대부분의 에너지를 제공 166
3.7. 호흡사슬을 억제하는 독극물들 167
3.8. 인산크레아틴 왕복을 통한 사립체로부터 고에너지 인산의 수송 촉진 168
3.9. 요 약 169
참고문헌 170
생각해 볼 문제 171

Chapter 09 지질대사 175
1. 지방산 산화의 의의 176
2. 사립체에서 일어나는 지방산 산화 176
2.1. 지방산은 혈중에서 유리지방산의 형태로 이동 176
2.2. 지방산 활성화 176
2.3. 카니틴에 의한 지방산의 사립체 이동 177
2.4. 지방산 ?-산화과정의 의의 177
2.5. 지방산 산화를 통한 FADH2와 NADH 생산 178
2.6. 지방산 산화를 통한 대량의 ATP 생산 179
2.7. 요 약 179
3. 지방산 합성의 의의 180
3.1. 지방산 합성경로 180
3.2. 말로닐-CoA 생산은 지방산 합성의 조절 단계 181
3.3. 지방산 합성 복합체 181
3.4. 지방산 합성을 위한 아세틸-CoA 182
3.5. 영양상태에 따르는 지질생성 조절 185
3.6. 아세틸-CoA 카복실화효소는 지질 생성을 조절하는 가장 중요한 효소 185
3.7. 인슐린 또한 다른 기전으로 지방 합성을 조절 185
3.8. 필수지방산(EFA) 결핍 시 나타나는 증상 185
3.9. 트랜스지방산의 질병 연관 186
3.10. 요 약 186
4. 지질의 수송과 저장 187
4.1. 트라이아실글리세롤은 카일로마이크론으로 창자로부터 이동되고, VLDL의 형태로 간으로부터 이동된다 187
4.2. 간은 지방 이동과 대사에 중심역할을 한다 187
4.3. 간 VLDL의 분비는 식이와 호르몬 상태와 연관되어 있다 188
4.4. 트리아실글리세롤 형성과 방출 속도의 불균형이 지방간을 야기한다 188
4.5. 에탄올 역시 지방간을 야기한다 189
4.6. 지방조직이 체내에서 트리아실글리세롤 저장의 주요 장소이다 189
4.7. 콜레스테롤 생합성은 HMG-CoA 환원효소에 의해 조절된다 189
4.8. 요 약 190
참고문헌 191
생각해 볼 문제 192

Chapter 10 질소대사 및 기타 생체대사 195
1. 요소 생합성과 질소 대사의 의의 196
2. 동물은 α-아미노 질소를 다양한 최종산물로 바꾼다 196
2.1. 요소 생합성 4단계 196
2.2. 글루탐산 형성 아미노기 전달 196
2.3. 아미노산 산화효소(oxidase) : 질소를 암모니아 형태로 제거 198
2.4. 생명을 위협하는 암모니아 중독 198
2.5. 질소 대사과정의 주된 최종산물인 요소 198
2.6. 요 약 200
3. 아미노산의 특별한 산물로의 전환 200
3.1. 트립토판 201
3.2. 타이로신 202
3.3. 히스티딘 203
3.4. 필수 및 비필수 아미노산의 부족과 질병들 203
3.5. 영양학적 필수·비필수 아미노산 204
3.6. 영양학적 필수 아미노산의 형성 204
3.7. 셀레노시스테인, 21번째 아미노산 205
3.8. 요 약 205
참고문헌 206
생각해 볼 문제 207

Chapter 11 핵산(Nucleic Acids) 211
1. 서 론 212
2. 핵산의 구성 212
2.1. 질소성 염기 212
2.2. 뉴클레오사이드 213
2.3. 뉴클레오타이드 213
3. 핵산의 구조 215
3.1. 이중나선 DNA의 구조 215
3.2. RNA의 구조와 종류 217
3.3. tRNA의 구조 219
4. 핵산의 화학 219
4.1. 이중나선 핵산의 변성 219
4.2. 핵산 구조와 흡광도 변화 219
5. 뉴클레오타이드의 다양한 생리적 기능 221
5.1. 이차전령으로 작용 221
5.2. 황산 공여자로 작용 221
5.3. 메틸기 공여자로 작용 221
5.4. 생체 내 화학 에너지의 운반체 222
6. 핵산과 질병 222
6.1. 퓨린 및 피리미딘 뉴클레오타이드 대사 222
6.2. 식이적으로 비필수적(nonessential)인 퓨린과 피리미딘 223
6.3. 퓨린의 분해산물인 요산(uric acid) 통풍 223
6.4. 아데노신 탈아민기효소 결핍과 면역 결핍 223
6.5. 뉴클레오사이드 유사체의 약물로서의 사용 223
7. 요 약 225
참고문헌 226
생각해 볼 문제 227

Chapter 12 DNA 복제 235
1. 서 론 236
2. DNA의 복제(Replication) 236
2.1. DNA 중합효소 237
2.2. DNA 복제의 개관 237
2.3. DNA 복제의 특징 238
2.4. DNA 복제의 단계 239
3. 자외선에 의한 DNA 손상과 수복 240
3.1. 절제복구 기전(Excision-Repair Mechanism) 241
3.2. DNA 수복 기전의 중요성 241
참고문헌 243
생각해 볼 문제 244

Chapter 13 유전정보의 흐름 : 전사 247
1. 서 론 248
2. RNA의 합성(Synthesis) 248
2.1. RNA의 종류 249
2.2. RNA 중합효소 249
2.3. 대장균에서 RNA의 합성 249
3. 진핵세포 유전자와 RNA의 특징 252
3.1. 진핵세포 유전자의 특징 252
3.2. 진핵세포 전령 RNA의 특징적 구조 253
4. 진핵세포 전사의 특징 254
4.1. 진핵세포 RNA 중합효소의 종류 254
4.2. 진핵세포 전사의 과정 255
참고문헌 256

Chapter 14 번 역 257
1. 서 론 258
2. 유전부호(Genetic Code) 258
2.1. 유전부호의 특징 259
3. Transfer RNA 259
4. 번역과정 260
4.1. 아미노아실-tRNA의 형성 260
4.2. 단백질의 번역과정 260
5. 인슐린(insulin)에 의한 번역 조절 263
참고문헌 264

Chapter 15 호르몬과 이차전령 265
1. 서 론 266
2. 호르몬의 일반적 분류 266
2.1. 프로호르몬 267
3. 호르몬 작용의 세포 내 기전 270
3.1. 호르몬과 수용체 270
3.2. 수용체와 신호전달과정 270
참고문헌 274
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