숭늉의 연구일지

광계(photo system)의 개요 틸라코이드 또는 세균막에서 빛 흡수색소가 기능적 배열로 배치된 것이다. 식물은 엽록소, 카로티노이드 및 단백질로 구성된 2개의 관계를 가지며, 빛 에너지를 수용하여 전자를 들뜨게 하고, 들뜬 전자를 방출한다. 1. 광계Ⅰ 틸라코이드가 밀집되지 않은 지역에 분포하고, 엽록소a : 엽록소b = 4:1 정도로 분포한다. 반응 중심은 P700이며 들뜬 전자가 Fd(ferredoxin; 철을 포함하는 단백질의 일종)으로 이동하여 최종적으로 NADP+로 전달되어 NADPH를 생성한다. 2. 광계Ⅱ 틸라코이드가 밀집된 지역에 분포하고, 엽록소a : 엽록소b = 1.2:1 정도로 분포한다. 반응 중심은 P680이며 들뜬 전자가 양성자 이동과 동시에 Cytb6f complex로 이동..

빛에 의한 에너지 전환 및 전달(엽록소) 엽록소가 광양자 흡수 시 에너지가 가장 낮은 안정한 상태에 있는 전자가 들뜬상태가 된다. 이때 전자는 들뜬 상태에서 즉시 혹은 일정시간 이후 바닥상태로 되돌아오면서 열과 형광을 방출한다. 광색소간의 에너지 전이는 유도공명에 의해 높은 효율로 일어난다. 들뜬 에너지는 반응 중심에 가까워질수록 감소한다. 이 과정에서 일부는 열에너지로 전환되어 방출된다. 1> 안테나 색소간의 전자 전달 → 물리적 유도공명 2> 반응 중심의 전자 전달 → 분자 간의 화학적 변화를 동반 광합성에 영향을 주는 요인 1) 빛 광포화점: 광합성량이 최대가 되기 위한 최소한의 빛의 세기 광보상점(보상점): 광합성으로 사용되는 CO2와 방출되는 CO2가 같을 때의 빛의 세기 총광합성량 = 순광합성..

광합성의 정의 빛 에너지를 이용하여 CO2와 물 혹은 물과 같은 환원제(H2S, H2)로 부터 당을 생성하는 반응 1> 명반응: 광인산화 반응으로 엽록체의 그라나 혹은 틸라코이드에서 일어난다. 2> CO2 동화반응: 엽록체의 스트로마에서 일어난다. 반응식: 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6H2O 위 반응식에서 발생하는 O2의 기원은 CO2가 아닌 H2O에서 기원한다. 광색소 식물에서 엽록소 a, b는 일차적 광수집자로 작용한다. 또한 β-카로틴(카로티노이드)과 루테인(크산토필)은 식물의 보조색소로 이용된다. 1) 엽록소 포르피린 고리와 긴 꼬리인 리톨 사슬로 구성되어 있다. 포르피린 고리 중앙에 Mg2+가 존재하며 없을 경우 페오파이틴(pheophytin; 광계Ⅱ의 1차 전자 수용체)이 된..

산화적 인산화의 조절 1. [ATP]/[ADP]에 의한 조절 일반 조건에서 [ATP]는 높은 비율로 존재한다. 에너지 요구 → ATP 분해 증가 → [ATP]/[ADP] 감소 → 호흡 증가 → ATP 재생(정상농도까지 2. 억제 단백질(IF1)의 조절 세포의 하혈 상태 → 산소공급 감소, 양성자 구동력 붕괴 → ATP Synthase의 역방향 구동으로 ATPase 작동 → IF1이 2개의 ATPase에 결합해 활성을 억제 (**산소 고갈 → 당분해 → 젖산, 피루브산 축적 → pH 감소 → 세포질과 미토콘드리아의 pH 감소 → IF1의 이합체 유도 → ATPase에 의한 ATP 가수분해 억제)

ATP 합성 저해 1) 짝풀림 단백질(Uncoupling protein, UCP) 막간에 농축된 양성자를 미토콘드리아 기질로 되돌아가게 하는 우회 경로를 제공하여 양성자 농도 구배 에너지를 열로 방출한다. 이를 통해 체온을 유지하고 NAD+의 빠른 재생성이 가능해진다. 예> UCP-1(thermogenin) : TAG에서 방출되는 지방산에 의해 활성되며 β-아드레날린 수용체에 의해 작동한다. 갈색지방의 미토코드리아 내막에 존재하여 체온 유지를 위한 열을 생성한다. 2) 화학적 짝풀림제 - DNP, FCCP 복용 시 1> ATP 합성이 저해 2> 산소소비 촉진 3> 기질 수준 인산화는 가능하며 촉진하기도 한다 4> 체온 상승, 땀 분비 증가, 체중 감소 3) 올리고마이신, 베투리시딘: ATP 합성효소의 F..

미토콘드리아 내막 횡단 전하의 분포와 양성자 농도차에서 비롯한 전기화학 에너지인 양성자 구동력은 전자의 흐름이 ATP Synthase와 결합된 구멍을 통해 들어올 때 ATP 합성을 유도한다. ADP + Pi + nHP+ → ATP + H2O + nHN+ ATP Synthase(ATP 합성 효소) 막에 고정되어 있는 F0와 막 주변 단백질인 F1으로 구성된다. P면에서 N면으로 양성자가 이동하면 ADP + Pi → ATP 과정을 촉매 한다. ** 양성자(H+)를 물, ATP Synthase를 물레방아라고 생각하여 양성자의 이동이 ATP 합성에 필요한 에너지를 합성한다고 생각할 수 있다. P/O ratio 물질이 보유하고 잇던 2e-가 전자전달 과정을 통해 만들어 낼 수 있는 ATP의 수를 의미한다. NAD..

다음의 세포질 속 NADH의 미토콘드리아 전달 경로는 일반적으로 동물에서 일어난다. 1. malate-Asp 왕복통로 ; 간, 콩팥, 심장 등의 미토콘드리아 간, 콩팥, 심장 등을 구성하는 세포들의 미토콘드리아는 malate-Asp 왕복통로를 이용해 세포질속 NADH를 미토콘드리아로 운반한다. 세포질과 미토콘드리아에서 말산 데하이드로제네이스(malate dehydrogenase)와 아스파트산 아미노트랜스퍼레이스(AST; aspartate aminotransferase)에 의해 세포질에서 말산이 아스파트산(Asp)으로 전환되어 미토콘드리아로 전달된다. 미토콘드리아에서는 세포질 반응의 역반응으로 malate를 재생하면서 NADH를 방출한다. 2. 3-인산 글리세롤 왕복통로 ; 뇌, 근육세포 세포질에서 생성된..

**ROS(활성 산소종, reactive oxygen species): 산소 원자를 포함한, 화학적으로 반응성이 있는 분자 ROS 방어기작 *Q-가 O2로 직접 전자를 전달 시 *O2-(superoxide radical)를 형성한다. 생물체는 *O2-에 의한 손상을 막기 위해 일련의 과정을 거쳐 H2O로 전환시킨다. 초과산물디스뮤테이스(superoxide dismutase)에 의한 다음의 반응이 미토콘드리아 내에서 일어나 ROS를 제거한다. 2*O2- + 2H+ → H2O2 + O2 여기서 발생한 과산화수소(H2O2)는 글루타치온 퍼옥시데이스(glutathione peroxidase)에 의해 무해한 H2O로 전환된다.