【생물학】 4-7강. 지질 합성

4-7강. 지질 합성

 

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1. 아실-카르니틴 회로 [본문]

2. 동화작용 [본문]

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a. 지질 분해

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1. 아실-카르니틴 회로(acyl-carnitin cycle) [목차]

⑴ 1^st. 미토콘드리아 기질에서 피루브산으로부터 아세틸-CoA 생성

① 포화지방산

○ 미토콘드리아 외막의 acyl coA synthetase가 ATP에서 ppi를 뗀 뒤 지방산에 coA를 붙여 acyl-coA를 형성

○ ppi가 pyrophosphatase에 의해 2pi로 분해

○ 외막의 carnitine acyltransferase 1이 coA를 carnitine으로 치환

○ acyl carnitine은 내막의 translocase에 의해 이동

○ acyl carnitine은 내막의 carnitine acyltransferase 2로 acyl coA로 변화

○ acyl coA → trans-Δ2 enoyl coA → L-3-hydroxyacyl coA (효소 : acyl coA dehydrogenase)

○ L-3-hydroxyacyl coA → 3-ketoacyl coA (효소 : L-3-hydroxylacl coA dehydrogenase)

○ 3-ketoacyl coA → acyl coA (n-2) + acetyl coA (효소 : β-ketothiolase)

② 불포화지방산

○ isomerase, reductase가 추가로 관여하여 propionyl coA, succinyl coA도 생성

○ propionyl coA (3C) + HCO₃^- → methylmalonyl coA (4C) (효소 : propionyl coA carboxylase)

○ methylmalonyl coA (4C) → succinyl coA (효소 : mutase)

⑵ 2^nd. 아실-카르니틴 회로 : 아세틸-CoA는 미토콘드리아 내막을 통과하지 못함

① 2^nd - 1^st. 아세틸-CoA + 옥살로아세트산 → 시트르산

② 2^nd - 2^nd. 시트르산은 미토콘드리아 내막을 직접 통과 가능

③ 2^nd - 3^rd. 세포질에서 옥살로아세트산과 아세틸-CoA로 분해

 

 

2. 동화작용 [목차]

⑴ 동화작용 1. 지방산 합성

① 동물세포 : 세포질에서 아세틸-CoA는 ATP와 NADPH를 이용하여 지방산 합성

○ 동물세포에서 NADPH는 5탄당 회로(pentose pathway)를 거쳐 합성됨 

○ acetyl coA + ATP + HCO₃^- → malonyl coA + ADP + P_i

○ 효소 : acetyl coA carboxylase

○ cofactor : 비오틴

② 식물세포 : 엽록체, 색소체(plastid)에서 지방산 합성

⑵ 동화작용 2. 포화지방 합성

① 동물세포

○ 세포질에서는 탄소가 많아야 팔미트산(C-16)까지만 생성

○ 팔미트산으로부터 긴 지방산을 만드는 것은 활면소포체, 미토콘드리아(일부)에서 이루어짐

② 종류 1. 로우르산(laurid acid) : (12:0)

○ 탄소 12개, 이중결합 0개

③ 종류 2. 미리스트산(myristic acid) : (14:0)

○ 탄소 14개, 이중결합 0개

④ 종류 3. 팔미트산(palmitic acid) : (16:0) 

○ 탄소 16개, 이중결합 0개

⑤ 종류 4. 스테아르산(stearic acid) : (18:0)

○ 탄소 18개, 이중결합 0개

⑶ 동화작용 3. 불포화지방 합성

① 동물세포 : 이중결합을 형성하는 불포화효소가 활면소포체에 존재

② 식물세포 : 이중결합을 형성하는 불포화효소가 활면소포체와 엽록체에 존재

③ 종류 1. 팔미톨레익산(palmitoleic acid) : (16:1) 

○ 탄소 16개, 이중결합 1개

○ ω-7 : 메틸기 말단부터 7번 탄소에서 처음으로 알켄 형성

④ 종류 2. 올레익산(oleic acid) : (18:1) 

○ 탄소 18개, 이중결합 1개

○ ω-9 : 메틸기 말단부터 9번 탄소에서 처음으로 알켄 형성

⑤ 종류 3. 리놀레산(linoleic acid) : (18:2) 

○ 탄소 18개, 이중결합 2개

○ ω-6 : 메틸기 말단부터 6번 탄소에서 처음으로 알켄 형성

⑥ 종류 4. α-리놀렌산(α-linolenic acid) : (18:3) 

○ 탄소 18개, 이중결합 3개

○ ω-3 : 메틸기 말단부터 3번 탄소에서 처음으로 알켄 형성

○ 채소와 식물성 기름(옥수수유)에 들어 있음

○ 피부병을 방지하고 성장 인자를 갖고 있음

⑦ 종류 5. 아라키돈산(arachidonic acid) : (20:4) 

○ 탄소 20개, 이중결합 4개

○ ω-6 : 메틸기 말단부터 6번 탄소에서 처음으로 알켄 형성

○ 동물의 지방에 있고 피부병을 방지함 

⑧ 오메가 3 지방산

○ 메틸기 말단부터 3번 탄소에서 처음으로 알켄을 형성하는 불포화지방산

○ 적혈구 응집, 프로스타글란딘 생산을 촉진하여 심장병을 예방하도록 함 : 암 예방도 가능하다고 함

○ EPA, DHA : 생선에 풍부한 오메가 3 지방산 

○ DHA : 어린 아이의 두뇌 발달에 좋음

⑨ 리놀레산 → 아라키돈산

⑩ 아라키돈산 → PG, 트롬복산

○ 매개 효소 : C.O.X

○ PG : 혈액응고↑, 두통, 자궁수축, 설정점↑, 위점막 형성↑

○ 트롬복산 : 혈정 형성

○ 아라키돈산 → 류코트리엔

○ PG, 트롬복산, 류코트리엔 : 스스로 분해

⑷ 동화작용 4. 콜레스테롤 합성

 

출처 : 이미지 클릭

Figure. 1. 콜레스테롤 합성^]

 

① 콜레스테롤 합성반응 : 간에서 일어남

○ 단계 1. 2 × acetyl-CoA → acetoacetyl CoA

○ 단계 2. acetyl-CoA + acetoacetyl CoA + H₂O + 2NADPH → HMG-coA (세포질)

○ 단계 3. HMG-coA → mevalonate : 속도결정단계

○ 단계 4. 이소프렌(C5) 생성 : mevalonate → isopentenyl pyrophosphate (PPP) by decarboxylation

○ 단계 5. isopentyl pyrophosphate (C6) → squalene (C30)

○ 단계 6. cyclic formation of squalene → cholesterol

② 콜레스테롤은 여러 물질의 전구체가 됨

○ 담즙산염

○ 스테로이드 합성

○ 콜레스테롤 → 안드로스테네디온 → (방향화) → 에스트론

③ 미토콘드리아 : mevalonate → HMG-coA → acetoacetyl coA + acetyl coA (분해반응)

④ 세균은 콜레스테롤을 합성하는 능력이 없음

○ 대신 호파노이드(hopanoid)를 생성하여 막의 유동성을 조절

○ 단, 마이코플라즈마는 콜레스테롤을 환경으로부터 얻어 막의 유동성 조절에 사용

⑸ 동화작용 5. 케톤체 합성

① 아세틸 -CoA가 축적되면 케톤체가 형성

② 케톤체는 뇌 ,심장, 신장 등에서 다시 아세틸-CoA로 전환되어 ATP 생성에 이용

⑹ 동화작용 6. 인지질 합성

① 1^st. 지방산이 활면소포체 막으로 이동

② 2^nd. 지방산-아실-CoA로 전환

③ 3^rd. 세포질에서 합성된 G3P가 활면소포체 막으로 이동

④ 4^th. 활면소포체 막에서 치환기가 2개의 지방산-아실-CoA와 결합하여 포스파티드산 형성

⑤ 5^th. 포스파티드산은 트리아실글리세롤이나 인지질 합성에 이용

 

입력: 2019.03.28 13:38