일반생물학 (8) 물질대사 서론

 생체의 물질대사는 열역학 법칙의 지배 하에 잇다.

대사경로는 물질이 단계를 거치면서 최종생성물이 되어가는 과정이다.

 이화작용경로는 단순분해되는것이고 동화작용경로는 복잡하게 바뀌는 과정으로 생합성경로라고도 한다.

 에너지는 사라지지 않는다. 다만 모습이 바뀔뿐이다.
높은 곳에 올라갈수록 높은 위치에너지를 얻는데, 높은 위치로 올라가기 위해 운동에너지(사람이나 엘리베이터나)가 사용되서 그 에너지가 전환된거 뿐이다.

열역학 제1법칙 : 에너지는 이전되고 변형될 수는 있으나 창조되거나 멸할 수는 없다. (에너지 보존의 법칙

열역학 제2법칙 : 이전되거나 변환되는 모든 에너지는 우주의 무질서(엔트로피)를 증가시킨다. 화학변화가 질서정연하게 딱딱 일어나고 그러는게 아니라서 무질서성을 증가시킨다는 말. 어떤 과정이 자발적으로 일어나기 위해서는 우주의 엔트로피가 증가되어야만 한다. 


반응의 에너지 변화는 그 반응이 자발적으로 일어날지 아닐지를 말해준다.

자유에너지 변화,  ΔG

자유에너지는 그 계에서 온도와 압력이 일정할 때 작업을 수행할 수 있는 어떤 계의 에너지 일부이다.


 ΔG(자유에너지변화량) = G마지막상태 - G최초상태

자유에너지가 높다는 것은 그만큼 계가 불안정하다는 것이다. 계가 안정되면 자유에너지 G가 낮다.

안정성이 극대화되었을 때는 평형상태라고 부른다.
 
흡열반응은 자유에너지를 흡수하는 반응이다.
발열반응은 자유에너지를 방출하는 반응이다.
 
ATP의 구조와 가수분해

ATP(아데노신 3인산)

인산기들간의 결합은 가수분해로 끝어진다. 그러면 무기인산이 ATP에서 떨어지고 아데노신 2인산인 ADP가 된다. 이 반응은 발열반응이다.

ADP(두개) ATP(세개)

ATP + H20 -> ADP + Pi

에너지 방출은 자유에너지 변화에서 나오는것이지 인산결합 그 자체에서 나오는게 아니다.

인산결합 가수분해 -> 자유네어지 변화 -> 에너지 방출

ADP + Pi가 다시 ATP가 되려면 H2O가 필요하다.

ATP 재생은 반드시 흡열반응이다.

ATP의 작용은 그 흡열반응이 될 수도 있고, 연계과정까지 따져보면 발열반응이 될 수도 있다.
EX)글루탐산과 암모니아 합성의 예

세포 내에서 ATP가 어떻게 흡열과정을 일으키는가? : 다른 분자들을 인산화시켜서 ADP를 ATP로 만듬.

효소는 에너지 장벽을 낮춤으로써 대사반응을 촉진한다.

효소의 제한적인 부위만 실제로 기질에 붙는다. 이를 활성부위라고 부른다.
유도적합은 악수하는 것과 같다.

효소는 매우 적은 양으로 촉매 순환을 몇번이고 되풀이해서 물질대사에 큰 영향을 줄 수 있다.


효소를 억제하는 물질들을 효소 억제자라 부른다.

경쟁적 억제자는 효소와 같은 부위에 들어갈 수 있는 놈이라서 자리를 뺏는거라 생각하면 된다.

비경쟁적 억제자는 같은 부위를 공유하진 않지만 그 영향이 효소에게 미치는 경우를 말한다.

사린가스 사건 -> 대표적인 비경쟁적 억제자. 효소에 붙어서 효소를 맛이 가게 해서 신경을 파괴했다.