신진 대사 반응 표

끊임없이 "대사"라는 용어를 사용합니다-우리는 그것에 대해 거의 알지 못합니다. 물론 용어에 관한 것이 아니라 신진 대사에 관한 것.

전문가조차도 모든 것의 신진 대사에 대해 알지 못하는 것으로 나타났습니다. 그러나 그들은 자신의 기본 대사 속도를 계산할 수있는 공식을 만들었습니다. 그리고 이것은 의식적으로 체중을 줄이는 데 도움이됩니다..

체중 감량을 꿈꾸거나 또는 결정한 경우 어떻게해야합니까? 지식이 풍부한 친구들의 말을 듣고 관련 내용을 읽으십시오. 그들이 말하는 : 체중 감량의 주요 조건 중 하나는 신진 대사 (대사)를 가속화 (증가)하는 것입니다.

그럼에도 불구하고 우리는 신진 대사와 그 가속화 방법을 이해하지 못하지만 과학적으로 유사한 광고의 주장을“구매”하고 동일한 신진 대사를 증가시키기위한 하나 이상의 치료제 (정제, 캡슐) 또는 방법 (대부분 다이어트)을 구입합니다.

비전문가가 가능한 한 신진 대사가 무엇인지, 가속화 될 수 있는지 여부와 수행 방법을 이해하려고 노력하십시오..

이렇게하려면 광고를 잊고 더 진지한 것을 읽어야합니다. 그리고 읽은 후-화가. 오늘날 과학에는 우리 몸에서 일어나는 일에 대한 완전한 지식이 없다는 것이 분명해지기 때문입니다. 포함-신진 대사가 명확하지 않습니다..

우리 몸에서 수천 가지의 생화학 반응이 지속적으로 발생하여 활력과 활력을 지원합니다. 별도의 반응, 상호 연결 및 상호 의존성은 특히 지난 반세기 동안 면밀히 연구되었습니다. 생화학, 수천 건의 연구가 진행되고 있으며 정보가 축적되는 새로운 과학이 등장했습니다..

몇 년 전 캘리포니아 대학의 과학자들은 축적 된 모든 정보를 처리하여 새로운 지식 지사 (시스템 생물학)를 사용하여 인간 신진 대사에 대한 포괄적 인 모델을 만들면서 문제를 해결하는 데 가까이 다가 갈 수있었습니다. 그것은 여전히 ​​불완전합니다. 대사에 대한 전반적인 그림에는 여전히 불분명 한 세부 사항이 있습니다..

그러나 과학자들이 철저히 파악할 때까지 기다릴 시간이 없습니다. 우리는 과체중을 없애기 위해 교환 속도를 높이기 위해 개인적으로 (여기서 현재) 무엇을 해야하는지 이해하고 싶습니다..

정의부터 시작하겠습니다. 그리스어 μεταβολ는 "변환", "변화"를 의미합니다. 현대의 의미에서 "대사"(대사)는 우리 몸에 음식과 다른 투입물을 사용하고 신체의 요구에 대한 처리와 부패 제품의 제거를 보장하는 많은 상호 의존적 생화학 및 에너지 과정의 전체 복합체입니다..

신진 대사는 동시에 발생하는 두 가지 과정-신진 대사와 이화 작용으로 구성됩니다.

신진 대사-신체에서 필요한 복잡한 유기 물질을 단순한 물질로부터 합성하는 모든 반응을 결합하여 에너지 흡수를합니다..

이화 작용-유기 물질의 분해와 신체의 부패 생성물 배설을 보장하는 반응이 포함됩니다. 에너지 방출과 함께 전달.

이 과정을 이해하는 사람들은“증가”신진 대사-실제로 체중 감량으로 이어진다-그것은 이화 작용 속도를 의미합니다. 즉, 신체의 유기 물질이 분해되어 배설되는 과정.

이 작업을 수행하는 가장 쉽고 확실한 방법은 믿을 수 없을 것입니다. 오랫동안 우리에게 친숙했습니다. 그것은 당신이 좋아하는 소파 의자 의자에서 "제 5 지점"을 벗겨 내고 스스로 움직 이도록 구성되어 있습니다. 적어도 조금. 그러나 매일. 더 많은 칼로리를 소비하기 위해 신체 활동을하십시오.

그러나 당신은 자신을 강요해야합니다! 어떤 이유로, 우리에게는 칼로리를 줄이는 것이 더 쉽고 신뢰할 수있는 것처럼 보입니다. 우리는 다음 저칼로리 다이어트에 앉아 있습니다. 이것이 건강에 해롭다는 것을 알거나 잊어 버리지 않으며, 대다수의 경우 장기간 여러 달 동안 식을 견딜 수있는 사람이 거의 없기 때문에 쓸모가 없습니다. 결과적으로, 배고픈식이로 두려워하는 몸이 지방을 빠르게 축적하기 때문에 역 빠른 체중 증가가 시작됩니다. 그리고 더 이상 주식을 포기하지 않을 것입니다.

우리 몸이 정상적인 생활에 필요한 수준 이하로 음식 섭취량을 줄이자 마자 신진 대사가 역전됩니다..

그런 슬픈 중독. 생각해 볼 것이있다?

그러나 우리의 대사율이 무엇인지 이해하는 방법?
우리 모두가 몇몇 특수 실험실이나 클리닉을 방문하여“대사율”에 대해 다소 복잡한 시험을 실시 할 것 같지는 않습니다. 자연스럽게 돈을 위해.

가정 계산을 시도해 봅시다. 그러한 공식이 존재하기 때문입니다. 기준 대사율을 계산하기위한 공식은 RMR이다. 특히 정확하다고 주장 할 수는 없지만 이동 방법과 위치를 이해하는 전환점이 될 수 있습니다. 이 공식은 다음과 같습니다.

RMR = 655 + (9.6 x 무게) + (1.8 x 높이)-(4.7 x 연령).

몸무게가 70kg이고 키가 160cm이고 나이가 30 세라고 가정합니다. 공식에서 값을 대입하십시오..
RMR = 655 + (9.6x70) + (1.8x160)-(4.7x30) = 1474 (kcal)

이제 우리는 활동 계수를 찾고 결과 수치에 곱합니다.

확률은 다음과 같습니다.

  1. 1.2 앉아있는 생활 방식
  2. 가벼운 활동을하는 1,375 명 (일주일에 1-3 번 가벼운 운동)
  3. 중간 정도의 활동이있는 1.55
  4. 활동이 증가한 1,725 ​​명 (매주 6-7 회 집중 훈련)
  5. 1.9 추가 활동 (초강력 훈련 또는 힘든 육체 노동)
하루 종일 컴퓨터에 앉아 있고 체육관에 있지 않다고 가정합니다. 계수는 1.2입니다. RMR에 곱하십시오. 1474x1.2 = 1768.8. 1700 kcal 이상 – 신체가 정상적으로 작동하려면 몸에 필요한 양이 너무 많습니다. 이것으로 충분합니다.

그리고 이제는 교묘하지는 않지만 하루에 몸을 포화시키는 칼로리의 양을 계산해 봅시다. 칼로리 표는 인터넷에 있습니다. 세어? 이제 우리가 앞서 추론 한 수치를 빼십시오. 광고가 말하는 것을 좋아하기 때문에 차이를 느끼십시오. 차이를 느껴봐? 「문제 영역」에 정착하는 분?

고려할 정보 :이 같은 미사용 차이 7000 kcal "지방"우리에게 지방 1000 g.

물론, 우리 각자는 소파를 떠나지 않고 한 달에 11 킬로그램 씩 체중을 줄이는 데 도움이되는 치료법이나식이 요법을 자신있게 약속하는 광고를 읽으려고 전과 같이 무료입니다. 생리 학적으로 한 달에 3-4kg 이하의 지방을 생리적으로 공급할 수 있고 나머지는 액체, 단백질, 근육이라는 것을 알고 있다면 이것은 특히 인상적입니다. 물론, 여분이 있다면.

또는... 뇌를 켜고 안전하고 신뢰할 수있는 체중 감량의 포괄적 인 프로그램을 결정하십시오. 여기에서 적절한 영양 섭취, 운동, 필요한 양의 수분 섭취, 잠재 의식의 목표 조정을위한 장소가 있습니다. 그리고 우리 몸은 우리가 더 얇고 건강해 지도록 도울 것입니다..

신진 대사 반응 표

살아있는 유기체에서 발생하는 화학 및 물리적 변형의 조합으로 불리는 대사 (신진 대사)와 에너지는 환경과 함께 중요한 활동을 보장합니다. 신진 대사의 본질은 외부 환경에서 신체로 다양한 물질을 섭취하고 삶의 과정에서 물질을 동화하고 사용하며 결과 대사 산물을 외부 환경에 할당하는 것입니다. 신진 대사와 에너지-살아있는 유기체의 특정 속성.

신진 대사와 에너지의 목적은 신체에 모든 구조적 요소를 구축하고 신체에서 붕해되는 물질을 회복시키는 데 필요한 화학 물질을 몸에 제공하는 것입니다.

신진 대사의 두 번째로 중요한 생물학적 목적은 신체의 모든 중요한 기능에 에너지를 공급하는 것입니다.

신진 대사에는 신진 대사와 이화 작용의 두 가지 측면이 있습니다. 신진 대사는 신체 조직의 구조, 복잡한 유기 물질의 형성으로 이어지는 일련의 대사 반응입니다. 신진 대사는 동화-외부 물질을 사용하는 신체의 과정과 복잡한 유기 화합물의 합성-동화 작용은 살아있는 유기체에서 물질의 분해로 이어지는 일련의 신진 대사 반응입니다..

동화 및 분해 과정은 불가분의 관계로 연결됩니다 : 분해는 동화 과정을 촉진하고 동화는 증가 된 분해를 동반합니다..

일생 동안, 상이한 정량적 동화 및 분해 과정이 관찰된다 : 성장하는 유기체에서 동화가 우세하다; 성인의 경우, 신진 대사와 이화 작용의 상대적인 균형이 확립됩니다. 노인기에는 동화 작용이 분해 과정보다 뒤떨어집니다. 신체, 특히 근육의 활동을 강화하면 탈모 과정이 향상됩니다..

신진 대사의 주요 단계와 생물학적 중요성

단백질, 지방 및 탄수화물의 대사 과정에는 고유 한 특성이 있습니다. 그러나 신진 대사의 세 단계를 구별 할 수있는 기본 법칙이 있습니다.

- 소화 시스템의 식품 가공;

- 간질 대사;

- 신진 대사의 최종 산물의 형성.

1 단계는 위장관에서 음식의 화학 성분이 저 분자량 구조로 순차적으로 분해되고 생성 된 간단한 화학 제품이 혈액 또는 림프로 흡수되는 것입니다..

단백질, 지방 및 탄수화물의 분해는 특정 효소의 영향으로 발생합니다. 단백질은 아미노산에 대한 펩 티다 제, 지방-리파아제에 의해 글리세롤 및 지방산에 의해, 복합 탄수화물에 의해 아밀라제에 의해 단당류에 의해 절단된다. 나열된 물질은 혈액 또는 림프에 쉽게 흡수되며, 전류가 혈액, 간 및 조직으로 운반되어 추가 변형이 진행됩니다..

이 단계의 에너지 가치는 무시할 만하지 만 그 가치는 단순한 물질의 형성에 있으며 미래에는 에너지 원으로 사용됩니다.

2 단계-간질 대사는 아미노산, 단당류, 글리세롤 및 지방산의 전환을 결합합니다. 탄수화물, 지방 및 단백질의 대사 과정은 주요 대사 산물 (피루브산, 아세틸 코엔자임 A)의 단계에서 서로 연결되어 있으며 일반적인 최종 경로-탄수화물, 지방, 아세틸 코엔자임의 최종 생성물의 산화 분해, 트리 카르 복실 산 사이클 (Krebs cycle)이라고 함.

간질 대사 과정은 종 특이 적 단백질, 지방 및 탄수화물의 합성 및 핵 단백질, 인지질 등의 복합체로 이어진다. 신체의 구성 부분의 형성에. 교환 과정은 주요 에너지 원입니다. Krebs주기에서 산화의 결과로 대량의 에너지 (2/3)가 방출됩니다..

에너지 절약은 그것을 특수 화학 물질 인 거대 에너지로 변환하여 수행됩니다. 인간 및 동물에서, 거대 제의 기능은 아데노신 트리 인산 (ATP)에 의해 수행된다. 모든 에너지의 60-70 %를 축적하는 것은 ATP입니다. 단백질, 지방 및 탄수화물의 산화 과정에서 방출되는 에너지의 30-40 %가 열 에너지로 변환되어 열 전달 중에 신체에서 외부 환경으로 방출됩니다..

교환의 3 단계는 교환 완제품의 형성 및 할당입니다. 질소 함유 제품은 소변, 대변 및 피부를 통해 배설됩니다. 탄소는 주로 폐를 통해 이산화탄소 형태로 배출되며 부분적으로 소변과 대변으로 배출됩니다. 수소는 주로 폐와 피부를 통해 물 형태로 방출됩니다..

대사 조절의 일반 원칙

삶의 과정에서 살아있는 유기체는 존재 조건에 따라 대사 과정의 강도를 끊임없이 변화시킵니다. 이러한 장치의 기초는 신진 대사 조절이며, 본질은 세포에서 발생하는 생화학 반응의 속도에 영향을 미칩니다 (주된 변화는 효소의 활성과 관련이 있습니다).

대사 조절에는 세 가지 수준이 있습니다.

- 세포 수준에서의 자동 조절;

- 신진 대사의 신경 및 체액 조절;

세포 수준에서 자동 조절 (자체 조절)

각 세포는 상호 작용이 세포 내 대사를 보장하는 특화된 초 구조적 요소를 갖는다. ATP는 미토콘드리아, 피루브산의 산화, 지방산에서 형성됩니다. 리소좀에는 산성 환경에서 활성을 갖는 가수 분해 효소가있다. 단백질 합성은 리보솜에서 발생.

피드백의 원리는 세포 자체 조절의 초석입니다. 즉, 세포 내 물질의 농도는 화학 공정의 활성을 조절하고 효소의 활성 및 합성에 영향을 미칩니다 (예 : 간 포스 포 릴라 제는 과도한 존재의 경우 포도당 농도에 따라 간 글리코겐의 분해 및 합성 과정을 촉매합니다 포도당 글리코겐 합성 과정이 활성화 됨).

음식의 소화와 동화는 효소의 참여로 발생합니다. 신체 조직의 단백질, 핵산, 지질, 호르몬 및 기타 물질의 합성 및 분해 또한 효소 반응의 조합입니다. 그러나 살아있는 유기체의 기능적 징후-호흡, 근육 수축, 신경 정신 활동, 번식 등 -또한 해당 효소 시스템의 작용과 직접 관련이 있습니다. 다시 말해 효소가없는 생명체는 없습니다. 인체에 대한 그들의 중요성은 정상적인 생리학에 국한되지 않습니다. 많은 인간 질병의 기초는 효소 과정의 위반입니다.

비타민은 무시할만한 농도의 신진 대사에 영향을 미치는 생물학적 활성 화합물 그룹에 할당 될 수 있습니다. 이들은 신체의 거의 모든 프로세스의 정상적인 기능에 필요한 다양한 화학 구조의 유기 화합물입니다. 그들은 다양한 극단적 인 요인과 전염병에 대한 신체의 저항력을 높이고 독성 물질의 중화 및 제거에 기여합니다..

플라스틱 및 에너지 대사

신진 대사 (신진 대사)는 신체에서 발생하는 모든 화학 반응의 총합입니다. 이 모든 반응은 두 그룹으로 나뉩니다.

1. 소성 대사 (동화, 동화, 생합성)-에너지 소비가 많은 단순한 물질로 더 복잡한 물질이 형성 (합성)되는 경우입니다. 예:

  • 광합성 과정에서 이산화탄소와 물에서 포도당이 합성됩니다.

2. 에너지 대사 (탈산, 이화, 호흡)-복잡한 물질이 더 단순한 물질로 분해 (산화)되는 동시에 생명에 필요한 에너지가 방출되는 시점입니다. 예:

  • 미토콘드리아에서 포도당, 아미노산 및 지방산은 산소에 의해 이산화탄소와 물로 산화되어 에너지가 생성됩니다 (세포 호흡)

플라스틱과 에너지 대사의 관계

  • 플라스틱 대사는 에너지 대사를위한 단백질 효소를 포함한 복잡한 유기 물질 (단백질, 지방, 탄수화물, 핵산)을 세포에 제공합니다.
  • 에너지 대사는 세포에 에너지를 제공합니다. 작업 (정신, 근육 등)을 할 때 에너지 대사가 향상됩니다..

ATP는 전지의 범용 에너지 물질 (범용 에너지 축적 기)입니다. 에너지 대사 과정에서 형성 (유기 물질의 산화).

  • 에너지 대사 동안 모든 물질이 붕괴되고 ATP가 합성됩니다. 이 경우 분해 된 복합 물질의 화학 결합 에너지는 ATP 에너지로 변환되고 에너지는 ATP에 저장됩니다.
  • 소성 대사 동안 모든 물질이 합성되고 ATP가 분해됩니다. 동시에 ATP 에너지가 소비됩니다 (ATP 에너지는 복잡한 물질의 화학 결합 에너지로 들어가고 이러한 물질에 저장됩니다).

여전히 읽을 수 있습니다

1 부 과제

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 플라스틱 교환 과정에서
1) 더 복잡한 탄수화물은 덜 복잡한 것으로부터 합성됩니다
2) 지방은 글리세린과 지방산으로 전환
3) 이산화탄소, 물, 질소 함유 물질의 형성으로 단백질이 산화된다
4) 에너지가 방출되고 ATP 합성

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 소성 대사 과정에서 분자는 세포에서 합성됩니다
1) 단백질
2) 물
3) ATP
4) 무기 물질

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 질소 염기 아데닌, 리보스 및 3 개의 인산 잔기가 포함됩니다
1) DNA
2) RNA
3) ATP
4) 단백질

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 플라스틱과 에너지 대사의 관계는 무엇입니까
1) 플라스틱 대사는 에너지를위한 유기물 공급
2) 에너지 교환 플라스틱에 산소 공급
3) 플라스틱 대사는 에너지를위한 미네랄을 공급합니다
4) 플라스틱 교환으로 에너지 용 ATP 분자 공급

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 플라스틱과 달리 에너지 대사 과정에서
1) ATP 분자에 포함 된 에너지 소비
2) ATP 분자의 거대 결합에서 에너지 저장
3) 단백질과 지질을 세포에 제공
4) 탄수화물 및 핵산을 세포에 제공

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 근육 수축에 필요한 에너지는
1) 소화 기관의 유기 물질 분해
2) 신경 자극에 의한 근육 자극
3) 근육에서 유기물의 산화
4) ATP 합성

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 세포에서 지질이 합성되는 과정은 무엇입니까??
1) 분리
2) 생물학적 산화
3) 플라스틱 교환
4) 해당

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 플라스틱 대사의 중요성-신체의 공급
1) 미네랄 염
2) 산소
3) 바이오 폴리머
4) 에너지

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 인체에서 유기 물질의 산화는
1) 호흡시 폐 소포
2) 소성 대사 동안 신체 세포
3) 소화관에서 음식의 소화 과정
4) 에너지 대사 과정에서 체세포

가장 올바른 옵션 중 하나를 선택하십시오. 세포에서 대사 반응에 에너지 소비가 수반되는 것?
1) 에너지 교환 준비 단계
2) 젖 발효
3) 유기 물질의 산화
4) 플라스틱 교환

플라스틱 제외
1. 아래의 두 용어를 제외한 모든 용어는 플라스틱 교환을 설명하는 데 사용됩니다. 일반 목록에서 벗어나는 두 용어를 식별하고 그 용어가 표시되는 숫자를 적어 두십시오..
1) 복제
2) 복제
3) 방송
4) 전좌
5) 전사

2. 두 가지를 제외하고 아래 나열된 모든 개념은 세포의 소성 대사를 설명하는 데 사용됩니다. 일반 목록에서 "떨어지는"두 가지 개념을 식별하고 그 아래에 표시된 숫자를 기록하십시오..
1) 동화
2) 분리
3) 해당
4) 전사
5) 방송

3. 다음 용어는 두 가지를 제외하고 소성 교환을 특성화하는 데 사용됩니다. 일반 목록에서 벗어나는 두 용어를 식별하고 그 용어가 표시되는 숫자를 적어 두십시오..
1) 분할
2) 산화
3) 복제
4) 전사
5) 화학 합성

에너지
에너지 대사와 관련된 세 가지 프로세스 선택.
1) 대기로의 산소 방출
2) 이산화탄소, 물, 요소의 형성
3) 산화 적 인산화
4) 포도당 합성
5) 해당
6) 물의 광분해

에너지 제외
두 가지를 제외한 아래의 모든 표시는 세포의 에너지 대사를 특징 짓는 데 사용될 수 있습니다. 일반 목록에서 "떨어져"있는 두 개의 표시를 식별하고 표시되는 숫자를 기록하십시오..
1) 에너지 흡수
2) 미토콘드리아에서 끝남
3) 리보솜으로 끝남
4) ATP 분자의 합성을 동반
5) 이산화탄소 형성으로 끝남

플라스틱-에너지
1. 교환 특성과 그 유형 사이의 일치 성을 설정하십시오 : 1) 플라스틱, 2) 에너지. 숫자 1과 2를 올바른 순서로 기록하십시오.
가) 유기 물질의 산화
B) 단량체로부터 중합체의 형성
C) ATP 절단
D) 세포 내 에너지 저장
D) DNA 복제
E) 산화 적 인산화

2. 세포의 대사 특성과 그 유형 사이의 일치 성을 설정하십시오 : 1) 에너지, 2) 플라스틱. 문자에 해당하는 순서대로 숫자 1과 2를 적어 두십시오..
A) 포도당의 무산소 분해가 있습니다
B) 엽록체에서 리보솜에서 발생
다) 교환의 최종 산물-이산화탄소와 물
D) 유기 물질이 합성 됨
E) ATP 분자에 포함 된 에너지를 사용
E) 에너지가 방출되어 ATP 분자에 저장 됨

3. 사람의 신진 대사 징후와 그 유형 사이의 일치 성을 확립하십시오 : 1) 플라스틱 신진 대사, 2) 에너지 신진 대사. 숫자 1과 2를 올바른 순서로 기록하십시오.
A) 물질이 산화 됨
B) 물질이 합성 됨
C) 에너지는 ATP 분자에 저장된다
D) 에너지 소비
D) 리보솜이 과정에 관여
E) 미토콘드리아가 그 과정에 관여

4. 신진 대사 특성과 그 유형 사이의 일치 성을 설정하십시오 : 1) 에너지, 2) 플라스틱. 문자에 해당하는 순서대로 숫자 1과 2를 적어 두십시오..
A) DNA 복제
B) 단백질 생합성
C) 유기 물질의 산화
D) 전사
D) ATP 합성
E) 화학 합성

5. 교환의 특성과 유형 사이의 일치 성을 설정하십시오 : 1) 플라스틱, 2) 에너지. 문자에 해당하는 순서대로 숫자 1과 2를 적어 두십시오..
A) 에너지는 ATP 분자에 저장된다
B) 바이오 폴리머가 합성 됨
C) 이산화탄소와 물이 형성됨
D) 산화 적 인산화가 일어난다
D) DNA 복제가 일어난다


게이터 6 :
A) 지방은 지방산과 글리세린으로 형성됩니다
B) 단백질은 아미노산에서 합성됩니다
C) 에너지가 방출된다
D) 글리코겐은 포도당에서 형성됩니다

A) 단백질이 아미노산으로 절단된다

플라스틱-에너지 외국
1. 과정과 신진 대사의 구성 부분 사이의 대응 관계를 확립하십시오 : 1) 신진 대사 (동화), 2) 이화 (분해). 숫자 1과 2를 올바른 순서로 기록하십시오.
A) 발효
B) 해당
C) 호흡
D) 단백질 합성
D) 광합성
E) 화학 합성

2. 특성과 대사 과정 사이의 일치 성을 확립하십시오 : 1) 동화 (신진 대사), 2) 분해 (화산). 문자에 해당하는 순서대로 숫자 1과 2를 적어 두십시오..
가) 유기물의 합성
B) 예비 상, 당분 해 및 산화 적 인산화를 포함한다
C) 방출 된 에너지는 ATP에 저장된다
D) 물과 이산화탄소가 형성된다
D) 에너지 비용이 필요하다
E) 엽록체와 리보솜에서 발생

플라스틱-에너지 차이
세 가지 옵션을 선택하십시오. 플라스틱 교환과 에너지의 차이점?
1) 에너지는 ATP 분자에 저장된다
2) ATP 분자에 저장된 에너지가 소비된다
3) 유기 물질 합성
4) 유기 물질의 고장이 있습니다
5) 교환의 최종 생성물-이산화탄소와 물
6) 대사 반응의 결과로 단백질이 형성됩니다.

대사
5 개 중 2 개의 정답을 선택하고 표시되는 숫자를 적어 두십시오. 신진 대사는 살아있는 시스템의 주요 속성 중 하나이며, 일어나는 일이 특징입니다.
1) 외부 환경 영향에 대한 선택적 대응
2) 진동주기가 다른 생리적 과정 및 기능의 강도 변화
3) 세대에서 징후와 속성의 세대로의 전송
4) 필요한 물질의 흡수 및 폐기물 배분
5) 내부 환경의 물리적, 화학적 조성을 비교적 일정하게 유지

신진 대사 반응 표

모든 생물 (동물, 식물, 곰팡이 및 미생물)을 구성하는 유기 물질은 주로 아미노산, 탄수화물, 지질 (종종 지방) 및 핵산으로 표시됩니다. 이 분자는 생명에 필수적이므로 대사 반응은 세포와 조직을 만들거나 에너지 원으로 사용하기 위해 파괴 할 때 이러한 분자를 만드는 데 중점을 둡니다. 많은 중요한 생화학 반응이 결합되어 DNA와 단백질을 합성합니다..

분자의 종류모노머 폼 이름폴리머 형태의 이름폴리머 형태의 예
아미노산아미노산단백질 (폴리펩티드)원 섬유 및 구상 단백질
탄수화물단당류다당류전분, 글리코겐, 셀룰로오스
핵산뉴클레오티드폴리 뉴클레오티드DNA와 RNA

아미노산 및 단백질

단백질은 선형 바이오 폴리머이며 펩타이드 결합으로 연결된 아미노산 잔기로 구성됩니다. 일부 단백질은 효소이며 화학 반응을 촉매합니다. 다른 단백질은 구조적 또는 기계적 기능을 수행한다 (예를 들어, 세포 골격을 형성 함). 단백질은 또한 세포에서 신호 전달, 면역 반응, 세포 응집, 막을 통한 능동 수송 및 세포주기 조절에 중요한 역할을한다. [7]

지질

지질은 생물학적 막의 일부, 예를 들어, 원형질 막은 코엔자임 및 에너지 원의 성분이다. 지질은 벤젠 또는 클로로포름과 같은 유기 용매에 용해되는 소수성 또는 양친 매성 생물학적 분자이다. [8] 지방은 지방산과 글리세린을 포함하는 큰 그룹의 화합물입니다. 3 개의 지방산 분자와 3 개의 복합 에스테르 결합을 형성하는 글리세롤 3가 알코올 분자를 트리글리세리드라고한다. 지방산 잔기와 함께, 복합 지질은 예를 들어 스핑 고신 (스핑 고지 질), 친수성 포스페이트 그룹 (인지질)을 포함 할 수있다. 콜레스테롤과 같은 스테로이드는 또 다른 큰 종류의 지질입니다. [10]

탄수화물

당은 알데히드 또는 케톤 형태의 원형 또는 선형 형태로 존재할 수 있으며, 이들은 여러 히드 록 실기를 갖는다. 탄수화물이 가장 일반적인 생물학적 분자입니다. 탄수화물은 에너지 저장 및 수송 (전분, 글리코겐), 구조 (식물 셀룰로오스, 동물 키틴) 기능을 수행합니다. [7] 가장 일반적인 당 단량체는 헥 소스 (포도당, 과당 및 갈락토오스)입니다. 단당류는보다 복잡한 선형 또는 분 지형 다당류의 일부입니다. [열한]

뉴클레오티드

중합체 성 DNA 및 RNA 분자는 길고 비분 지형 뉴클레오티드 사슬이다. 핵산은 복제, 전사, 번역 및 단백질 생합성 과정에서 수행되는 유전자 정보를 저장하고 구현하는 기능을 수행합니다. [7] 핵산으로 인코딩 된 정보는 배상 시스템에 의한 변화로부터 보호되며 DNA 복제에 의해 곱해집니다.

일부 바이러스에는 RNA가 포함 된 게놈이 있습니다. 예를 들어, 인간 면역 결핍 바이러스는 역전사를 사용하여 자체 RNA 함유 게놈으로부터 DNA 주형을 생성합니다. [12] 일부 RNA 분자는 촉매 특성 (리보 자임)을 가지며 스플 라이스 좀 및 리보솜의 일부입니다.

뉴 클레오 사이드는 당을 리보스에 질소 염기를 첨가 한 생성물이다. 질소 성 염기의 예는 헤테로 사이 클릭 질소-함유 화합물-퓨린 및 피리 미딘의 유도체이다. 일부 뉴클레오티드는 또한 작용기 전이 반응에서 보효소로서 작용한다. [열셋]

코엔자임

신진 대사에는 광범위한 화학 반응이 포함되며, 대부분은 여러 주요 유형의 작용기 전이 반응과 관련이 있습니다. [14] 코엔자임은 화학 반응을 촉매하는 효소 사이에 작용기를 전달하는 데 사용됩니다. 작용기 전이의 각 부류의 화학 반응은 개별 효소 및 그들의 보조 인자에 의해 촉매된다. [열 다섯]

아데노신 트리 포스페이트 (ATP)는 세포 에너지의 보편적 공급 원인 중심 코엔자임 중 하나입니다. 이 뉴클레오티드는 다양한 화학 반응 사이에 거대 결합에 저장된 화학 에너지를 전달하는 데 사용됩니다. 소량의 ATP가 세포에 존재하며, 이는 ADP 및 AMP로부터 지속적으로 재생된다. 인체는 하루에 ATP 질량을 몸의 질량과 동일하게 소비합니다. ATP는 이화 작용과 동화 작용 사이의 연결 역할을한다 : 이화 작용 반응 동안 ATP가 형성되고, 이화 작용 반응 동안 에너지가 소비된다. ATP는 또한 인산화 반응에서 인산기의 공여자로서 작용.

비타민은 소량으로 필요한 저 분자량 유기 물질이며, 예를 들어 대부분의 비타민은 인간에서 합성되지 않지만 음식이나 CT의 미생물을 통해 얻습니다. 인체에서 대부분의 비타민은 효소의 보조 인자입니다. 대부분의 비타민은 변경된 생물학적 활성을 얻습니다. 예를 들어 세포의 모든 수용성 비타민은 인산화되거나 뉴클레오티드와 결합됩니다. [16] 니코틴 아미드 아데닌 디 뉴클레오티드 (NADH)는 비타민 B의 유도체입니다 (니아신)이며, 중요한 코엔자임-수소 수용체입니다. 수백 가지의 다양한 탈수소 효소 효소가 기질 분자에서 전자를 빼앗아 NAD + 분자로 이동시켜 NADH로 환원시킵니다. 산화 된 코엔자임 형태는 세포에서 다양한 환원 효소에 대한 기질입니다. 세포 내 NAD는 2 가지 관련 형태의 NADH 및 NADPH로 존재한다. NAD + / NADH는 이화 작용에 더 중요하며 NADP + / NADPH는 동화 작용에 더 자주 사용됩니다.

미네랄과 보조 인자

무기 성분은 신진 대사에서 중요한 역할을합니다. 포유류 질량의 약 99 %는 탄소, 질소, 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 염소, 칼륨, 수소, 인, 산소 및 황으로 구성됩니다. 생물학적으로 중요한 유기 화합물 (단백질, 지방, 탄수화물 및 핵산)은 다량의 탄소, 수소, 산소, 질소 및 인을 함유합니다. [십팔]

많은 무기 화합물은 이온 전해질입니다. 신체에 가장 중요한 이온은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 염화물, 인산염 및 중탄산염입니다. 세포 외 배지에서 세포 내부의 이들 이온의 균형은 삼투압 및 pH를 결정한다. 이온 농도는 또한 신경 및 근육 세포의 기능에 중요한 역할을한다. 흥분성 조직에서의 활동 전위는 세포 외액과 세포질 사이의 이온 교환에서 발생합니다. [20] 전해질은 원형질막의 이온 채널을 통해 세포로 들어오고 나간다. 예를 들어, 근육 수축 동안 칼슘, 나트륨 및 칼륨 이온은 원형질막, 세포질 및 T- 튜브에서 움직입니다. [21]

신체의 전이 금속은 미량 원소이며 아연과 철이 가장 일반적입니다. [22] [23]이 금속은 일부 단백질 (예 : 보조 인자로서 효소)에 의해 사용되며 효소 및 수송 단백질의 활성을 조절하는 데 중요합니다. [24] 효소의 보조인자는 일반적으로 특정 단백질에 강하게 결합하지만 촉매 작용 동안 변형 될 수 있으며, 촉매 작용 후에는 항상 원래 상태로 돌아갑니다 (소비되지 않음). 미량 금속은 특별한 운반 단백질을 사용하여 신체에 흡수되며 특정 운반체 단백질 (예 : 페리틴 또는 메탈 로티 오네 인)과 관련되어 있기 때문에 자유 상태에서는 발견되지 않습니다. [25] [26]

이화

신진 대사는 대사 과정이라고하며, 설탕, 지방, 아미노산의 비교적 큰 유기 분자가 분해됩니다. 이화 동안, 동화 (생합성) 반응에 필요한보다 간단한 유기 분자가 형성된다. 종종 신체가 에너지를 동원하여 음식을 소화하는 동안 얻은 유기 분자의 화학적 결합 에너지를 ATP, 환원 조효소 및 막 횡단 전기 화학 전위의 형태로 변환하는 것이 종종 반응입니다. 이화 (catabolism)라는 용어는 "에너지 대사"와 동의어가 아닙니다 : 많은 유기체 (예 : 광 영양)에서 에너지 저장의 주요 과정은 유기 분자의 분해와 직접 관련이 없습니다. 신진 대사 유형에 따라 유기체의 분류는 에너지 및 탄소 공급원을 기준으로 할 수 있으며, 이는 아래 표에 반영되어 있습니다. 유기 분자는 유기 영양에 의해 에너지 원으로 사용되고, 리소 트로프는 무기 기질을 사용하며, 광 영양은 햇빛의 에너지를 소비합니다. 그러나, 이들 다양한 형태의 대사 모두는 유기 분자, 물, 암모니아, 황화수소와 같은 분자의 환원 된 공여체로부터 산소, 질산염 또는 황산염과 같은 수용체 분자로의 전자의 전달과 관련된 산화 환원 반응에 의존한다. 동물에서, 이러한 반응은 복잡한 유기 분자를 이산화탄소 및 물과 같은 간단한 분자로 분해하는 것을 포함한다. 광합성 유기체 (식물 및 시아 노 박테리아)에서 전자 이동 반응은 에너지를 방출하지 않지만 햇빛으로부터 흡수 된 에너지를 저장하는 방법으로 사용됩니다. [28]

신진 대사에 근거한 유기체의 분류
에너지 원햇빛포토 트로피
1 차 분자화학 요법
전자 기증자유기 화합물유기 영양
무기 화합물석판
탄소원유기 화합물종속 영양
무기 화합물독립 영양소

동물의 이화 작용은 세 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다. 첫째, 단백질, 다당류 및 지질과 같은 큰 유기 분자는 세포 외부의 더 작은 성분으로 분해됩니다. 또한, 이들 소분자는 세포로 들어가 훨씬 작은 분자, 예를 들어 아세틸 -CoA로 변한다. 차례로, 코엔자임 A의 아세틸 그룹은 Krebs주기 및 호흡기 체인에서 물과 이산화탄소로 산화되면서 ATP 형태로 저장된 에너지를 방출합니다..

소화

전분, 셀룰로오스 또는 단백질과 같은 거대 분자는 세포에 의해 사용되기 전에 더 작은 단위로 분해되어야합니다. 단백질의 펩티드 및 아미노산으로 분해하는 프로테아제, 다당류를 올리고당 및 단당류로 분해하는 글리코시다 제.

미생물은 주변의 공간으로 가수 분해 효소를 분비합니다. [29] [30] 이러한 효소를 특수한 선세포에서만 분비하는 동물과 어떻게 다른가. 세포 외 효소의 활성에 기인 한 아미노산 및 단당류는 활성 수송을 통해 세포로 들어간다. [32] [33]

에너지 얻기

탄수화물 이화 작용 동안, 복잡한 당은 단당류로 분해되어 세포에 흡수됩니다. 일단 들어가면, 당 (예를 들어, 포도당 및 과당)은 해당 분해 동안 피루브산으로 전환되고, 일정량의 ATP가 생성된다. 피루브산 (pyruvate)은 여러 대사 경로에서 중간체이다. 피루 베이트 대사의 주요 경로는 아세틸 -CoA 로의 전환 후 트리 카르 복실 산 사이클로의 전환이다. 동시에 에너지의 일부가 Krebs주기에 ATP 형태로 저장되고 NADH 및 FAD 분자도 복원됩니다. 해당 과정 및 트리 카르 복실 산 순환 과정에서, 이산화탄소가 형성되는데, 이는 생명의 부산물이다. 혐기성 조건 하에서, 효소 락 테이트 탈수소 효소의 참여로 피루 베이트로부터의 당분 해 결과, 락 테이트가 형성되고, NADH는 NAD +로 산화되며, 이는 당분 해 반응에 재사용된다. 단당류의 대사를위한 대체 경로가 있습니다-펜 토스 포스페이트 경로는 에너지가 환원 코엔자임 NADPH의 형태로 저장되고 펜 토스는 예를 들어 리보스와 같은 핵산 합성에 필요합니다..

이화의 제 1 단계의 지방은 유리 지방산 및 글리세린으로 가수 분해된다. 지방산은 베타 산화 과정에서 분해되어 아세틸 -CoA를 형성하며, 이는 Krebs주기에서 추가로 분해되거나 새로운 지방산의 합성으로 진행됩니다. 지방은 탄수화물보다 더 많은 에너지를 방출합니다. 지방은 구조에 더 많은 수소 원자를 포함하기 때문입니다..

아미노산은 단백질과 다른 생체 분자를 합성하는 데 사용되거나 요소, 이산화탄소로 산화되어 에너지 원으로 사용됩니다. 아미노산 이화의 산화 경로는 트랜스 아미나 제 효소에 의한 아미노기의 제거로 시작된다. 우레아 사이클에 아미노기가 이용되고; 아미노기가없는 아미노산을 케 토산이라고합니다. 일부 케 토산은 Krebs주기에서 중간체입니다. 예를 들어, 글루타메이트의 탈 아미 노화는 알파-케토 글루 타르 산을 생성한다. 글리코 제닉 아미노산은 또한 글루 코노 제네시스 반응에서 글루코오스로 전환 될 수있다. [38]

에너지 변환

산화 인산화

산화 적 인산화에서 대사 경로 (예 : Krebs주기)에서 식품 분자에서 제거 된 전자는 산소로 전달되고 방출 된 에너지는 ATP를 합성하는 데 사용됩니다. 진핵 생물에서,이 과정은 전자 이동의 호흡 사슬이라고하는 미토콘드리아 막에 고정 된 많은 단백질의 참여로 수행됩니다. 원핵 생물에서, 이들 단백질은 세포벽의 내부 막에 존재한다. 전자 전달 사슬의 단백질은 막을 통해 양성자를 펌핑하기 위해 환원 된 분자 (예를 들어, NADH)로부터 산소로 전자를 전달함으로써 얻어진 에너지를 사용한다. [40]

양성자가 펌핑되면 수소 이온 농도의 차이가 발생하고 전기 화학 구배가 발생합니다. 이 힘은 ATP 신타 제의 기저를 통해 양성자를 미토콘드리아로 되돌려 보낸다. 양성자의 흐름은 효소의 c- 서브 유닛의 고리를 회전 시키며, 그 결과 신타 제의 활성 중심이 그 형태를 변화시키고 아데노신 디 포스페이트를 인산화하여 ATP로 만든다. [열 다섯]

무기 화합물의 에너지

Hemolithotrophs는 prokaryotes라고 불리우며 특별한 유형의 신진 대사를 가지며 무기 화합물의 산화 결과로 에너지가 형성됩니다. 화학 리소 트로피는 분자 수소, [42] 황 화합물 (예를 들어, 황화물, 황화수소 및 티오 황산염), [1] 철 (II) 산화물 [43] 또는 암모니아를 산화시킬 수 있습니다. 이 경우, 이들 화합물의 산화로부터의 에너지는 산소 또는 아질산염과 같은 전자 수용체에 의해 생성된다. 무기 물질로부터 에너지를 얻는 공정은 아세토 제네시스, 질화 및 탈질 화와 같은 생지 화학주기에서 중요한 역할을한다. [46] [47]

햇빛으로부터의 에너지

햇빛의 에너지는 식물, 시아 노 박테리아, 자주색 박테리아, 녹색 황 박테리아 및 일부 원생 동물에 의해 흡수됩니다. 이 과정은 종종 광합성 과정의 일부로 이산화탄소를 유기 화합물로 전환시키는 과정과 결합됩니다 (아래 참조). 일부 원핵 생물에서 에너지 포획 및 탄소 고정 시스템은 별도로 작동 할 수 있습니다 (예 : 자주색 및 녹색 황 박테리아). [48] ​​[49]

많은 유기체에서, 태양 에너지의 흡수는 원칙적으로 산화 적 인산화와 유사하다.이 경우 에너지는 양성자 농도 구배의 형태로 저장되고 양성자의 구동력은 ATP의 합성으로 이어지기 때문이다. [15]이 전이 사슬에 필요한 전자는 광합성 반응 센터 (예 : 로돕신)라고하는 광 수확 단백질에서 유래합니다. 두 종류의 반응 센터는 광합성 안료의 종류에 따라 분류됩니다. 현재 대부분의 광합성 박테리아는 한 가지 유형 만 있고 식물과 시아 노 박테리아는 두 가지 유형입니다. [오십]

식물, 조류 및 시아 노 박테리아에서, 광 시스템 II는 빛의 에너지를 사용하여 물에서 전자를 제거하고 분자 산소는 반응의 부산물로 방출됩니다. 그런 다음 전자는 b6f 시토크롬 복합체로 들어가 에너지를 사용하여 엽록체의 틸라코이드 막을 통해 양성자를 펌핑합니다. [7] 전기 화학 구배의 영향으로 양성자가 막을 통해 뒤로 이동하여 ATP 신타 제를 유발합니다. 그런 다음 전자는 광 시스템 I을 통과하여 NADP + 코엔자임을 산화, 캘빈 사이클에 사용하거나 추가 ATP 분자를 형성하기 위해 재활용하는 데 사용할 수 있습니다. [51]

신진 대사

신진 대사는 에너지 소비와 복잡한 분자의 생합성의 대사 과정의 집합입니다. 세포 구조를 구성하는 복잡한 분자는 간단한 전구체로부터 순차적으로 합성됩니다. 신진 대사에는 세 가지 주요 단계가 있으며 각 단계는 특수 효소에 의해 촉매됩니다. 제 1 단계에서, 전구체 분자, 예를 들어 아미노산, 단당류, 테르 페 노이드 및 뉴클레오티드가 합성된다. 제 2 단계에서, ATP 에너지를 소비하는 전구체는 활성화 된 형태로 전환된다. 세 번째 단계에서, 활성화 된 단량체는보다 복잡한 분자, 예를 들어 단백질, 다당류, 지질 및 핵산으로 결합됩니다.

모든 생물체가 모든 생물학적 활성 분자를 합성 할 수있는 것은 아닙니다. Autotrophs (예 : 식물)는 이산화탄소 및 물과 같은 단순한 무기 저분자 물질로부터 복잡한 유기 분자를 합성 할 수 있습니다. 이종 영양소는 더 복잡한 분자를 생성하기 위해 단당류 및 아미노산과 같은 더 복잡한 물질의 공급원이 필요합니다. 생물은 주요 에너지 원에 따라 분류됩니다 : 광 영양과 광이 영양은 햇빛으로부터 에너지를받는 반면 화학자가 영양과 화학이 영양은 무기 산화 반응에서 에너지를받습니다.

카본 바인딩

광합성은 이산화탄소로부터 당의 생합성 과정으로 필요한 에너지가 햇빛으로부터 흡수됩니다. 식물, 시아 노 박테리아 및 조류에서, 산소 광합성 동안 물의 광분해가 일어나고, 부산물로서 산소가 방출된다. CO를 변환하려면2 3- 포스 포 글리세 레이트는 광 시스템에 저장된 ATP 및 NADPH 에너지를 사용합니다. 탄소 결합 반응은 효소 리룰 로스 비스 포스페이트 카르 복실 라제를 사용하여 수행되며 캘빈 사이클의 일부이다. 3 가지 유형의 광합성은 식물에서 3 개의 탄소 분자의 경로를 따라, 4 개의 탄소 분자 (C4)의 경로를 따라, 및 CAM 광합성으로 분류된다. 3 가지 유형의 광합성은 이산화탄소가 캘빈 사이클에 결합하여 들어가는 방식이 다릅니다. C3 식물에서, CO 결합2 캘빈 사이클과 C4 및 CAM CO에서 직접 발생2 이전에 다른 화합물에 포함되었습니다. 다양한 형태의 광합성은 햇빛의 강렬한 흐름과 건조 조건에 대한 적응입니다. [53]

광합성 원핵 생물에서 탄소 결합의 메커니즘은 더 다양합니다. 이산화탄소는 캘빈주기, 역 크렙스주기, [54] 또는 아세틸 -CoA 카르 복 실화 반응에서 고정 될 수있다. [55] [56] 원핵 생물-화학 영양제는 또한 CO에 결합한다2 캘빈 사이클을 통과하지만 무기 화합물의 에너지가 반응을 수행하는 데 사용됩니다. [57]

탄수화물과 글리 칸

당 대사 과정에서, 간단한 유기산은 단당류, 예를 들어 포도당으로 전환 된 후 전분과 같은 다당류를 합성하는데 사용될 수있다. 피루 베이트, 락 테이트, 글리세린, 3- 포스 포 글리세 레이트 및 아미노산과 같은 화합물로부터 포도당의 형성을 글루코 네오 제네시스 (gluconeogenesis)라고합니다. 글루 코노 제네시스 과정에서 피루 베이트는 일련의 중간체 화합물을 통해 글루코오스 -6- 포스페이트로 전환되며, 이들 중 다수는 또한 당분 해 중에 형성됩니다. 그러나 여러 화학 반응이 특수 효소를 촉매하여 포도당 형성 및 분해 과정을 독립적으로 조절할 수 있기 때문에 글루 코노 제네시스는 반대 방향으로 만 해당되는 것은 아니다. [58] [59]

많은 유기체는 지질과 지방의 형태로 영양소를 저장하지만 척추 동물에는 아세틸 -CoA (지방산 대사 산물)를 피루 베이트 (포도당 생성 기질)로 전환시키는 촉매 작용을하는 효소가 없습니다. 장기 기아 후에, 척추 동물은 뇌와 같은 조직에서 포도당을 대체 할 수있는 지방산으로부터 케톤체를 합성하기 시작한다. 식물 및 박테리아에서,이 대사 문제는 시트르산 사이클에서 탈 카르 복 실화 단계를 우회하고 아세틸 -CoA를 옥 살로 아세테이트로 전환시킨 다음 글루코스 합성에 사용되는 글리 옥실 레이트 사이클을 사용함으로써 해결된다. [60] [62]

다당류는 구조적 및 대사 기능을 수행하고, 올리고당 전이 효소 효소를 사용하여 지질 (당지질) 및 단백질 (당 단백질)과 조합 될 수있다. [63] [64]

지방산, 이소 프레 노이드 및 스테로이드

지방산은 아세틸 -CoA의 지방산 신타 제에 의해 형성된다. 지방산의 탄소 골격은 아세틸 기가 먼저 결합하는 반응의주기에서 연장 된 다음, 카르보닐기가 히드 록 실기로 환원 된 후 탈수 및 후속 회수가 일어난다. 지방산 생합성 효소는 두 가지 그룹으로 분류됩니다 : 동물과 곰팡이에서, 모든 지방산 합성 반응은 식물성 색소체와 박테리아에서 하나의 다기능 I 형 단백질에 의해 수행됩니다 [65]. 각 유형은 개별적인 II 형 효소에 의해 촉매됩니다. [66] [67]

테르펜 및 테르 페 노이드는 가장 큰 부류의 허브 천연 제품을 대표합니다. 이 물질 그룹의 대표는 이소프렌의 유도체이며, 이소 펜틸 피로 포스페이트 및 디메틸 알릴 피로 포스페이트의 활성화 된 전구체로부터 형성되며, 이는 차례로 다른 대사 반응으로 형성된다. 동물 및 고세균에서, 이소 펜틸 피로 포스페이트 및 디메틸 알릴 피로 포스페이트는 메 발로 네이트 경로에서 아세틸 -CoA로부터 합성되지만, 식물 및 박테리아에서 피루 베이트 및 글리 세르 알데히드 -3- 포스페이트는 비메 발로 네이트 경로의 기질이다. 스테로이드 생합성 반응에서, 이소프렌 분자는 스쿠알렌을 결합하고 형성 한 다음 라노 스테롤의 형성과 함께시 클릭 구조를 형성한다. 라노 스테롤은 다른 스테로이드, 예컨대 콜레스테롤 및 에르고 스테롤로 전환 될 수있다. [72] [73]

다람쥐

유기체는 20 개의 공통 아미노산을 합성하는 능력이 다릅니다. 대부분의 박테리아와 식물은 20 개를 모두 합성 할 수 있지만 포유류는 11 개의 필수 아미노산 만 합성 할 수 있습니다. [7] 따라서 포유류의 경우 음식에서 9 가지 필수 아미노산을 얻어야한다. 모든 아미노산은 해당 분해 중간체, 구연산주기 또는 펜 토스 모노 포스페이트 경로에서 합성됩니다. 아미노산에서 알파-케 토산으로의 아미노기의 전이를 트랜스 아미 네이션 (transamination)이라고합니다. 아미노기 공여자는 글루타메이트 및 글루타민이다. [74]

펩티드 결합에 의해 연결된 아미노산은 단백질을 형성한다. 각 단백질에는 고유 한 아미노산 잔기 서열이 있습니다 (1 차 단백질 구조). 알파벳 글자가 거의 끝없는 단어의 변형과 결합 될 수있는 것처럼 아미노산은 하나의 순서로 결합하여 다양한 단백질을 형성 할 수 있습니다. 아미노 아실 -tRNA 합성 효소 효소는 에스테르 결합으로 tRNA에 아미노산의 ATP- 의존성 첨가를 촉매하고, 아미노 아실 -tRNA가 형성된다. 아미노 아실 tRNA는 mRNA 매트릭스를 사용하여 아미노산을 긴 폴리펩티드 사슬로 결합시키는 리보솜에 대한 기질이다. [76]

뉴클레오티드

뉴클레오티드는 흐름에 많은 양의 에너지가 필요한 일련의 반응에서 아미노산, 이산화탄소 및 포름산으로 형성됩니다. [77] [78] 이것이 대부분의 유기체가 이전에 합성 된 뉴클레오티드와 질소 염기를위한 효과적인 보존 시스템을 가지고있는 이유입니다. 퓨린은 뉴 클레오 시드 (주로 리보스와 관련됨)로 합성됩니다. 아데닌 및 구아닌은 이노신 모노 포스페이트로부터 형성되며, 이는 글리신, 글루타민으로부터 합성되고 메탄 테트라 하이드로 폴 레이트의 참여와 함께 아스파 테이트이다. 피리 미딘은 오 로테이트로부터 합성되며, 이는 글루타민 및 아스 파르 테이트로부터 형성된다. [80]

이종 생물학 및 산화 적 대사

모든 유기체는 축적이 세포에 해로울 수있는 화합물에 지속적으로 노출됩니다. 이러한 잠재적으로 위험한 외래 화합물을 이종 생물학이라고합니다. 합성 약물 및 자연적으로 발생하는 독과 같은 이종 생물 제는 특수한 효소에 의해 해독된다. 인간에서, 이러한 효소는 예를 들어 시토크롬 옥시 다제, 글루 쿠로 닐 트랜스퍼 라제, [83] 및 글루타티온 S- 트랜스퍼 라 제로 대표된다. 이 효소 시스템은 3 단계로 작동한다 : 제 1 단계에서 이종 생체가 산화되고, 수용성 기가 분자로 접합 된 후, 변형 된 수용성 이종 생체가 세포에서 제거되고 배설 전에 대사 될 수있다. 기술 된 반응은 미생물에 의한 오염 물질의 분해 및 오염 된 토지와 기름 유출의 생물 정화에 중요한 역할을한다. [85] 이러한 다양한 반응은 다세포 유기체의 참여로 발생하지만, 그 다양성은 놀라 울 정도로 다양하기 때문에, 미생물은 다세포 유기체보다 훨씬 넓은 범위의 이종 생물에 대처할 수 있으며 유기 염소와 같은 지속적인 유기 오염 물질을 파괴 할 수도있다. [86]

호기성 유기체의 관련 문제는 산화 스트레스입니다. 단백질 폴딩 동안 산화 적 인산화 및 이황화 결합의 형성 과정에서, 과산화수소와 같은 활성 산소 종이 형성된다. 이들 손상 산화제는 글루타티온 및 카탈라제 및 퍼 옥시 다제 효소와 같은 항산화 제에 의해 제거된다. [89] [90]

살아있는 유기체의 열역학

살아있는 유기체는 열역학의 원리를 따르며 열과 일의 변형을 설명합니다. 열역학 제 2 법칙에 따르면 격리 된 시스템에서는 엔트로피가 감소하지 않습니다. 살아있는 유기체의 엄청나게 복잡한 것은 분명히이 법과 모순되지만, 모든 유기체는 물질과 에너지를 환경과 교환하는 개방형 시스템이기 때문에 생명이 가능합니다. 따라서 살아있는 시스템은 열역학적 평형 상태가 아니라 복잡한 조직의 상태를 유지하는 분산 시스템으로 작용하여 환경에 의해 엔트로피가 크게 증가합니다. 세포 대사에서, 이것은 자발적인 이화 과정과 자발적인 동화 과정을 결합함으로써 달성된다. 열역학적 조건에서 대사는 장애를 만들어 질서를 유지합니다. [92]

규제 및 통제

항상성은 신체의 내부 환경의 불변성이라고합니다. 대부분의 유기체를 둘러싼 외부 환경은 끊임없이 변하기 때문에 세포 내부의 일정한 조건을 유지하려면 대사 반응을 정확하게 조절해야합니다. [93] [94] 대사 조절은 유기체가 신호에 반응하고 환경과 적극적으로 상호 작용할 수있게한다. 효소의 경우, 조절은 신호에 반응하여 그 활성을 증가 및 감소시키는 것을 포함한다. 다른 한편으로, 효소는 대사 경로에 대한 일부 제어를가하는데, 이는 주어진 대사 경로에 대한 효소 활성의 변화의 영향으로 정의된다. [96]

여러 수준의 대사 조절이 구별됩니다. 대사 경로에서, 자기 조절은 기질 또는 생성물의 수준에서 발생한다; 예를 들어, 생성물의 양의 감소는 주어진 경로를 따라 반응 기판의 흐름을 증가시키는 것을 보상 할 수있다. 이러한 유형의 조절은 종종 대사 경로에서 특정 효소의 활성의 알로 스테 릭 조절을 포함한다. 외부 대조군은 다른 세포로부터의 신호에 반응하여 대사를 변화시키는 다세포 유기체의 세포를 포함한다. 호르몬 및 성장 인자와 같은 가용성 메신저 형태의 이러한 신호는 세포 표면의 특정 수용체에 의해 결정됩니다. 이어서, 이들 신호는 종종 단백질 인산화와 관련된 이차 메신저 시스템에 의해 세포 내로 전송된다. [100]

외부 대조군의 잘 연구 된 예는 인슐린에 의한 포도당 대사 조절이다. 인슐린은 혈당 증가에 반응하여 생성된다. 호르몬은 세포 표면의 인슐린 수용체에 결합 한 다음 단백질 키나아제의 계단식이 활성화되어 세포에 의한 포도당 분자의 흡수를 보장하고 지방산과 글리코겐 분자로 변환합니다. 글리코겐 대사는 포스 포 릴라 제 (글리코겐을 분해하는 효소) 및 글리코겐 신타 제 (이를 형성하는 효소)의 활성에 의해 제어된다. 이 효소들은 서로 연결되어 있습니다. 포스 포 릴화는 글리코겐 신타 제에 의해 억제되지만 포스 포 릴라 제에 의해 활성화된다. 인슐린은 단백질 포스파타제를 활성화시켜 글리코겐 합성을 유발하고 이들 효소의 인산화를 감소시킵니다. [103]

진화

위에서 설명 된 주요 대사 경로, 예를 들어, 해당 과정과 Krebs주기는 3 가지 모든 생명체 영역에 존재하며 마지막 보편적 공통 조상에서 발견됩니다. [3] [104]이 보편적 조상은 원핵 생물이며 아마도 아미노산, 뉴클레오티드, 탄수화물 및 지질 대사를 가진 메탄 겐일 것이다. 진화에서 이들 고대 대사 경로의 보존은 이러한 반응이 특정 대사 문제를 해결하는데 최적이라는 사실의 결과 일 수있다. 따라서, 최종 분해 생성물 및 크렙스 사이클은 고효율 및 최소 수의 단계로 형성된다. [4] [5] 첫 번째 효소 기반 대사 경로는 뉴클레오티드의 퓨린 대사의 일부일 수 있으며, 이전의 대사 경로는 고대 세계의 RNA의 일부가 될 수있다. [107]

새로운 대사 경로가 진화하는 메커니즘을 설명하기 위해 많은 모델이 제안되었습니다. 여기에는 짧은 조상 경로에 새로운 효소를 순차적으로 첨가하고, 모든 경로를 복제 한 다음 발산 할뿐만 아니라 기존 효소를 선택하고 새로운 반응 경로로 조립하는 것도 포함됩니다. 이러한 메카니즘의 상대적 중요성은 불분명하지만, 게놈 연구에 따르면 대사 경로에서 효소가 공통 기원을 가질 가능성이 가장 높으며, 이는 많은 경로가 기존 경로 단계에서 생성 된 새로운 기능으로 단계적으로 진화했음을 시사한다. 대안 적 모델은 대사 결합에서 단백질 구조의 진화를 추적하는 연구에 기초한다; 효소는 서로 다른 대사 경로에서 유사한 기능을 수행하도록 조립되었다 [110]. 이러한 조립 과정은 효소 모자이크의 진화로 이어졌다. 대사의 일부는 유사한 기능을 수행하기 위해 다양한 방식으로 재사용 될 수있는 "모듈"로서 존재할 수있다. [112]

진화는 또한 대사 기능의 손실로 이어질 수 있습니다. 예를 들어, 일부 기생충에서 생존에 중요하지 않은 대사 과정이 상실되고 기성품 아미노산, 뉴클레오티드 및 탄수화물이 숙주로부터 수득됩니다. 내생 생물 유기체에서 대사 가능성의 유사한 단순화가 관찰된다. [114]

연구 방법

고전적으로, 대사는 하나의 대사 경로에 초점을 맞춘 단순화 된 접근법에 의해 연구된다. 신체, 조직 및 세포 수준에서 표지 된 원자를 사용하는 것이 특히 중요하며, 이는 방사성 표지 된 중간체를 식별함으로써 전구체로부터 최종 생성물까지의 경로를 결정한다. 이어서, 이러한 화학 반응을 촉매하는 효소를 단리하여 역학 및 억제제에 대한 반응을 연구 할 수있다. 병렬 접근법은 세포 또는 조직에서 소분자를 식별하는 것입니다. 이들 분자의 완전한 세트를 대사 산물이라고합니다. 일반적으로 이러한 연구는 간단한 대사 경로의 구조와 기능에 대한 좋은 아이디어를 제공하지만 완전한 세포 대사와 같은보다 복잡한 시스템에는 적용하기에 충분하지 않습니다. [116]

수천 개의 서로 다른 효소를 포함하는 세포에서 대사 네트워크의 복잡성에 대한 아이디어는 오른쪽 이미지에 반영되어 45,000 개의 유전자에 의해 조절되는 43 단백질과 40 대사 물질 사이의 상호 작용을 보여줍니다. 그러나, 게놈에 대한 이러한 데이터를 사용하여 생화학 반응의 완전한 네트워크를 재생하고 그들의 행동을 설명하고 예측할 수있는보다 전체적인 수학적 모델을 형성 할 수있게되었다. 이들 모델은 고전적 방법으로부터 유래 된 경로 및 대사 산물 데이터를 프로 테오 믹 및 DNA 마이크로 어레이 연구로부터의 유전자 발현에 대한 데이터와 통합하는데 사용될 때 특히 강하다. 이들 방법을 사용하여, 미래의 약물 연구 및 생화학 적 연구를위한 지침서가 될 인간 대사 모델이 만들어지고있다. 이들 모델은 현재 인간 질병을 공통 단백질 또는 대사 산물이 다른 그룹으로 분류하기 위해 네트워크 분석에 사용된다. [121] [122]

세균 대사 네트워크의 놀라운 예는 나비 넥타이 (bow tie)의 설계이다 [123] [124] [125].이 구조는 광범위한 영양소의 도입과 비교적 적은 수의 일반적인 중간체를 사용하여 다양한 제품과 복잡한 거대 분자의 생산을 가능하게한다.

이 정보의 주요 기술 기반은 대사 공학입니다. 여기서, 효모, 식물 또는 박테리아와 같은 유기체는 생명 공학에보다 효과적 이도록 항생제를 변형시키고 1,3- 프로판 디올 및 시킴 산과 같은 산업용 화학 물질과 같은 약물의 생산을 돕기 위해 유전자 변형됩니다. 이러한 유전자 변형은 일반적으로 제품 생산, 생산량 증가 및 생산 폐기물 감소에 사용되는 에너지의 양을 줄이는 것을 목표로한다. [127]

이야기

신진 대사 연구의 역사는 몇 세기에 걸쳐 있습니다. 연구는 동물 유기체에 대한 연구로 시작되었으며, 현대 생화학에서는 개별 대사 반응을 연구합니다. 대사의 개념은 Ibn al-Nafis (1213-1288)의 연구에서 처음 발견되었습니다. 그는 몸과 그 부분이 지속적으로 부패와 영양 상태에 있기 때문에 필연적으로 끊임없는 변화를 겪고 있다고 말했습니다. 인간 대사에 대한 최초의 통제 된 실험은 1614 년 산토 리오 산토 리오 (Santorio Santorio)에 의해 이탈리아 책으로 출판되었다. Ars de statica medicina. [129] 그는 먹고, 자고, 일하고, 성관계를하고, 빈속에, 소변을 마시고 배설 한 후에 자신의 무게를 측정 한 방법을 설명했습니다. 그는“보이지 않는 증발”이라는 과정의 결과로 자신이 섭취 한 대부분의 음식이 손실되었음을 발견했습니다..

초기 연구에서 대사 반응 메커니즘은 발견되지 않았으며 살아있는 조직에 의해 살아있는 힘이 조절되었다고 믿어졌습니다. 루이 파스퇴르는 효모에 의한 알코올의 알코올 발효에 관한 19 세기 연구에서 발효는 효소라고 불리는 효모 세포의 물질에 의해 촉매된다고 결론 지었다. 파스퇴르는 "알코올 발효-삶과 관련된 작용이며 효모 세포에 의해 구성되며 세포의 사망 또는 분해와 관련이 없다"고 썼다. [131]이 발견은 우레아의 화학적 합성에 관한 1828 년 Friedrich Wöhler의 출판과 함께 세포에서 발견되는 유기 화합물과 화학 반응이 다른 화학 부분과 마찬가지로 원칙적으로 다르지 않음을 증명했습니다..

에두아르 트 부 흐너 (Eduard Buchner)가 20 세기 초에 효소를 발견 한 것은 대사 연구와 세포 연구를 분리하여 과학으로서 생화학의 발전을 일으켰다. [133] 20 세기 초의 성공적인 생화학 자 중 한 사람은 대사 연구에 크게 기여한 Hans Adolf Krebs였다. Krebs는 요소 사이클과 이후 Hans Kornberg, 시트르산 사이클 및 글리 옥실 레이트 사이클과 함께 작동하는 요소주기를 설명했습니다. 현대 생화학 연구에서 크로마토 그래피, X- 선 회절 분석, NMR 분광법, 전자 현미경 법 및 고전 분자 역학 법과 같은 새로운 방법이 널리 사용됩니다. 이 방법을 사용하면 세포의 많은 분자와 대사 경로를 자세하게 발견하고 연구 할 수 있습니다..

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