Glucose pyruvate (EMP경로, HMP 경로, ED 경로 ) 1 Embden-Meyerhof-Parnas pathways(emp 경로 ) - 전체적인반응 : Glucose 2 pyruvate + 2ATP + 2NADH 지방과인지질합성

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일민 태
6 years ago
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1 Chapter 7. 미생물대사 (Microbial Metabolism) 탄수화물대사 : EMP경로, HMP경로, ED경로, TCA cycle, Glyoxylate 회로 지방대사 : β-산화, 지방산합성 ( 중성지방, phospholipid 단백질대사 : transamination, decarboxylation 전자전달과산화적인산화반응 * ATP 생성경로 : 호흡, 발효, 광합성 3가지주요대사경로에의하여형성 호흡 ( 호기적대사 ) 발효 ( 혐기적대사 ) 1 단계 ; 큰분자분해, 2 단계 ; Acetyl-CoA 생성, 3 단계 ; Acetyl-CoA 산화와전자전달

2 Glucose pyruvate (EMP경로, HMP 경로, ED 경로 ) 1 Embden-Meyerhof-Parnas pathways(emp 경로 ) - 전체적인반응 : Glucose 2 pyruvate + 2ATP + 2NADH 지방과인지질합성

3 2 Pentose Phosphate pathways = hexose monophosphate pathway(hmp) 5탄당경로 = 6탄당 1인산경로 - 이경로는호기적또는혐기적으로작용하며생합성과정에도중요하다. glucose-6-phosphate 2 fructose-6-p + glyceraldehyde-3-p + 3CO NADPH 2 HMP경로의역할 - Ribose : nucleotide 생합성에사용 - NADPH : 지방산, steroid의생합성에사용, 분자의환원을위한전자원 방향족아미노산의생합성에이용 - 중간물질은 ATP 합성에도이용 HMP경로와 EMP 경로의차이점 : NAD 대신에 NADPH를조효소로사용, ATP를요구하지않음

4 3 Entner-Doudoroff 경로 (ED 경로 ) - 생성물 : 2Pyruvate, NADPH, NADH, 2ATP (1ATP 소모 ) 2) 호흡 (Respiratory) TCA 회로와전자전달계 (electron transport system) 로구성 α α

TCA 회로역할 : 양성대사성회로 - 에너지대사회로이면서, 중간산물은아미노산이나지방생합성의전구체로사용 - 호기적조전 : 3 NADH, 1FADH2, 1GTP 생성 α-ketoglutarate dehydrogenase - 생성된 NADH와 FADH : 산화적인산화반응에의하여 ATP를생산 2 Glyoxylate cycle Glyoxylate cycle :

5 TCA 회로역할 : 양성대사성회로 - 에너지대사회로이면서, 중간산물은아미노산이나지방생합성의전구체로사용 - 호기적조전 : 3 NADH, 1FADH2, 1GTP 생성 α-ketoglutarate dehydrogenase - 생성된 NADH와 FADH : 산화적인산화반응에의하여 ATP를생산 2 Glyoxylate cycle Glyoxylate cycle : Acetate(acetyl-CoA) 를탄소원으로사용 전구체로사용으로고갈 보충반응 ( 당을기질로사용 ) : (PEP, PVA OAA) oxaloacetate 보충 보충반응 [Acetyl-CoA 기질 ] : acetyl-coa succinate와 malate 보충 succinate Oxaloacetic acid (OAA 공급 ) PEP, PVA Glucose

6 Glyoxylate cycle produces four-carbon compound from acetate - 2Acetyl-CoA Succinate 생성 3 전자전달계 (electron transport system) NADH 2 생성 산소 ( 전자수용체 )

7 산화적인산화반응 (oxidative phosphorylation) : - Glucose 한분자가완전히산화되면 32 ATP 생성 * 전자전달계구성성분 : 전자전달의흐름 FMN Coenzyme Q Cyt b Cyt c1 Cyt c Cyt a Cyt a 3 Fig. 미토콘드리아에적용되는화학삼투설 3) 발효 (fermentation) Pyruvate 1 알코올발효 (alcoholic fermentation) : 정상적인발효 (Neuberg 알코올발효제 1형식 ) - Pyruvate acetaldehyde ethanol [pyruvate decarboxylase] alcohol dehydrogenase C. Neuberg : (Neuberg 알코올발효제 2형식 ) : Glycerol

8 (Neuberg 알코올발효제 3형식 ) : Neuberg 알코올발효제 2형식과 3형식에서 acetaldehyde 가 NADH 수용체로작용하지못함 젖산발효 (lactate fermentation) 호모형젖산발효 (Homo lactic acid fermentation) : 젖산만생성 탈수소효소의입체특이성 젖산입체이성화효소 (lactate racemase) 헤테로형젖산발효 (hetero lactic acid fermentation) : 젖산외부산물생성

9 Bifidobacterium 발효 편성혐기성젖산균 - EMP나 HMP 경로를경유하지않고포도당을분해 [Types of fermentation] 개미산발효 = mixed acid fermentation 대장균형 (E. coli형 ) 의발효특성 : 4가지반응

10 식품위생에서오염의지표가되는세균 수질오염의지표미생물 pyruvate decarboxylase 효소가결핍 Enterobacter aerogenes의발효특성 acetoin과 2, 3-butanediol으로 부티르산 (Butyrate) 발효 Some common microbial fermentations

11 2. 지방산대사 Fatty acid β-oxidation Acetyl-CoA 생성 citrate cycle * Glycerol glycerol kinase glycerol phosphate Glycolysis( 해당작용 ) 지방산 (Fatty acid) 의산화 지방산의활성화 β-oxidation - Acetyl-CoA 생성 : 인지질의산화 (Phospholipid) 의산화 2) 지방산의합성

12 - Acetyl-CoA, malonyl-coa, NADPH 2 Triacylglycerol Phospholipid 세포막의구성성분 Phospholipid의종류 이소프렌 (C5) mevalonic acid

13 3. 단백질대사 α 1) 아미노산의분해 아미노기이전반응 - 탈아마노반응 (amino acid dehydrogenase), transamination( 아미노기전이반응 ) 1 탈아미노반응 - 아미노산에서 amino기가암모니아형태로방출되는반응 - 효소 : 아미노산탈수소효소 (amino acid dehydrogenase) NAD를조효소, 산화환원반응의촉매작용으로케토산합성 산화적탈아미노반응 α 불포화적탈아미노반응 가수분해적탈아미노반응 2 아미노기전이반응 (transamination) Amino acid + keto acid Amino acid + keto acid 아미노기전이반응 - 기능 : 비필수아미노산의생합성반응 탈탄산반응 (decarboxylation) - Decarboxylase에의하여아미노산에서 CO 2 가이탈되고암모니아유도체인 1차아민이생성되는반응 - 아미노산 primary amine + CO 2

14 Stickland 반응 - 황함유아미노산이분해 : 황화수소, 메르캅탄등이생성 2) 각아미노산계열의생합성경로 α-ketoglutarate oxaloacetate pyruvate Chorisimate Phe, Tyr, Trp 4. 대사조절기구 효소-기질복합체 반응의활성화에너지를낮추는촉매작용 - 대사과정조절 : 효소의합성조절, 효소의활성조절 - 효소는구성효소 ( 항상일정수준으로존재 ), 유도효소 ( 필요시기에합성 ) - 효소의합성 : 유도 (induction) 와억제 (repression) 기구에의해조절 최종생성물에의해억제조절

15 1) 효소합성의조절 - 효소의작용기전 : E + S ES-complex E + P 유도 (induction) A. 기질유도 (substrate induction) β 알로락토스 (allolactose, 내부 ) B. 협조적유도 (coordinated induction) 와단계적유도 (sequential induction) C. 대사산물유도 (product induction) 생성된반응산물에의해유도 2 억제 (repression) 최종산물억제 (end product repression)

16 ex) 기질로 (glucose, lactose) 와 ( 포도당과 sorbitol) 존재할경우, 작동인자 (effector) 로작용유도원 or 억제원으로작용 작용기작 : 조절단백질의구조변화 DNA의특이적인부분 ( 작동유전자, operator) 과의결합능력변화 오페론 (operon) : 전사단위 (Promoter + operator + structural gene) ( 촉진유전자 )-( 작동유전자 )-( 구조유전자 ) 촉진유전자 (promoter) 작동유전자 (operator) : 1 Lactose 오페론의조절 (Lac operon)

17 [Gene induction] [Gene repression] 조절단백질 : CRP 혹은 CAP - 전사는조절단백질 (CRP와 CAP) 이촉진유전자에실제로결합될때만시작

18 락토오스오페론의분해억제 β - 효소의촉매반응속도에영향을주는인자 : 효소의농도, 기질또는반응물의 농도, 기질에대한효소의친화력, 최대속도 - Km 치 : 최대속도의중간이될때의기질농도를나타내며, Km 치는효소에 대한친화력을나타낸다 Michaelis-Menten equation : 많은효소의 kinetics 성질을설명한다. 촉매반응부위 입체특이성부위 A. 알로스테릭효소와작동인자 (allosteric enzyme and effector) - Allosteric enzyme B. 효소활성의공유결합변형에의한조절 Adenylation( 아데닐화 ) - Phosphorylation( 인산화 ) - Acetylation( 아세틸화 )

슬라이드 1

슬라이드 1 1. 에너지, 효소와조절 (1) 에너지와일 (2) 효소 (3) 물질대사조절 2. 에너지생성 (1) 물질대사개요 (2) 포도당분해 (3) 발효 (4) TCA 회로 (5) 전자전달과산화적인산화 (6) 무기호흡 (7) 탄수화물분해 (8) 지질이화 (9) 단백질이화 (10) 무기분자산화 (11) 광합성 3. 에너지이용 (1) 생합성 (2) 광합성 (3) P. S.