Re: 레닌저 생화학 8판. 챕터 7 탄수화물과 당생물학

[문형철]

탄수화물은 지구상에서 가장 풍부한 생체분자

탄수화물은

2개 이상의 히드록실기를 가진 알데하이드

혹은 케톤

또는 가수분해되었을 때 이러한 화합물들이 나올 수 있는 물질을 총칭.

단당 monosaccharide

하나의 폴리하이드록시 알데하이드나 케톤단위로 되어 있음.

가장 흔한 단당은 육탄당인 D-포도당(D-glucose)인데, 덱스트로스라고 함.

소당 oligosaccharide 

2개 단위 단당으로 이루어진 이당 disaccharide가 가장 풍부함.

이당의 전형적인 예 : 수크로스 

수크로스는 D-포도당과 D-과당으로 이루어져있음.

다당 polysaccharide

10개 이상의 단위단당을 포함하는 당 중합체

셀룰로스 : 선형사슬로 된 다당

글리코겐 : 가지 사슬로 된 다당

7.1 단당과 이당

탄수화물 중에서 가장 간단한 것은 단당인데, 

이들은 2개 이상의 하이드록실기를 가진 알데하이드거나 케톤임

육탄당인 포도당이나 과당은 5개의 하이드록실기를 가지고 있음. 

단당의 2종류는 알도스와 케토스

단당은 무색의 결정형 고체, 물에는 잘 녹으나 비극성 용매에는 녹지 않음.

카보닐기가 탄소 사슬 끝에 있으면(알데하이드기이면) 이 당은 알도스 aldose

카보닐기가 다른 어떤 위치에 있으면(케톤기이면) 이 단당은 케토스 ketose

뼈대에 4, 5, 6, 7개의 탄소원자를 가딘 단당을 갈각

사탄당 tetrose, 오탄당 pentose, 육탄당 hexose, 7탄당 heptose라고 함

흔한 단당들은 고리형 구조를 가진다

실제 5개 이상의 탄소 뼈대를 갖는 모든 단당은 수용액에서 카보닐 탄소가 

같은 분자의 하이드록실기와 공유결합으로 연결된 고리형(cyclic 또는 ring 구조)로 존재

참고) 혈당 측정

혈당은 식사와 운동 시간에 따라 다르므로

한번의 측정값이 수시간 혹은 수일 동안의 평균 혈당을 반영

흔한 단당과 몇가지 유도체

7.2 다당

자연계 대부분의 탄수화물은 분자량이 큰(20,000이상) 중합체인 다당으로 존재

다당은 글라이칸(glycan)이라고 불리며

반복되는 단위 단당의 종류, 사슬의 길이, 단위를 연결하는 결합의 양식, 그리고 

가지의 분지 정도 등에 따라 서로 구별됨. 

동질 다당과 이질 다당

녹말과 glycogen은 동질다당임.

이질다당은 대개 세포밖의 지지물을 제공함. 

예) 세균의 외피의 견고한 층에서 발견되는 펩티도글리칸(peptidoglycan)은 부분적으로 이질다당

단백질과는 달리, 다당은 일정한 분자량을 가지고 있지 않음.

이 차이는 2가지 중합체의 합성방식이 다르기 때문

단백질은 정해진 서열과 길이를 가진 mRNA라는 본틀(template)에 따라

이를 정확하게 따르는 효소에 의하 합성.

다당의 합성을 위한 프로그램은 중합반응을 촉매하는 효소의 내재적인 성질이므로

다당의 합성을 위한 본틀은 없음. 

이 합성과정에 정해진 정지점 stop point이 없음. 

따라서 다당의 길이가 다양해짐.

몇가지 동질 다당은 연료 저장형으로 존재

저장형 다당으로 식물세포에 녹말 starch, 동물세포에는 당원 glycogen이 있음. 

녹말과 당원은 아주 많은 하이드록실기가 노출되어 있어서

물과 수소결합을 만들기 쉽기 때문에 고도로 수화되어 있음. 

녹말은 아밀로스 amylose와 아밀로펙틴 amylopectin이라는 2가지 포도당 중합체를 포함

아밀로스는 D-vhehekd wksrlemfdml(알파1->4결합)에서 가지 없는 긴 사슬이 연결

아밀로펙틴에서도 연속되는 포도당 잔기들을 연결하는 당화결합은 알파1->4결합임. 

당원은 동물세포의 주요 저장형 다당

아밀로펙틴과 같이 알파 1->4결합으로 연결된 포도당 소단위와 알파 1->6결합으로 연결된 가지를 가지고 있지만

분지점이 훨씬 많아서 녹말보다 더 조밀한 구조

당원은 간에 가장 풍부하며 중량으로 7%를 차지함

근육에도 존재함

몇가지 동질다당은 구조적 역할

입체인자와 수소결합이 동질다당의 접힘에 영향을 줌

3차 구조에 있어서 다당의 접힘은 폴리펩타이드의 구조를 결정하는 것과같은 원리를 따름.

펩티도글리칸은 세균의 세포벽을 단단하게 한다

라이소자임은 N아세틸글루코사민과 N-아세틸뮤람산 사이의 베타 1-> 4 당화결합의 분해하여 세균을 죽임

당아민글라이칸 Glycosaminoglycan은 세포밖 바탕질에 있는 이질다당이다

세포외 기질은 조직의 세포를 서로 지지해주고, 각각의 세포에 영양분과 산소를 확산시켜 보내주는 통로 역할

황산화된 당아미노글라이칸은 세포밖 단백질에 부착하여 단백질글라이칸(proteoglycan)을 형성

하이랄유로난 또는 하이알루론산이라는 당아미노글라이칸은 

D-글루큐론산 잔기와 N-아세틸글루코사민 잔기가 번갈아 결합

히알루로난은 맑고 점성이 높은 용액을 만들어 관절의 윤활액에서 윤활제 역할

하이알류로난은 유리와 같이 투명한 모습

하이알유로난은 연골과 힘줄에 있는 세포 밖 바탕질의 필수적인 구성성분

바탕질의 다른 성부노가 강하게 상호작용하여 장력과 탄성을 제공