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metabolic pathways #
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Biology

Metabolic Pathways #

metabolism #

신진대사, 물질대사, 짧게는 대사라고도 한다.

유기체 내에서 이루어지는 생명 유지를 위해 진행하는 모든 화학적 변화들을 일컬어 ‘대사’라고한다. 다시 말하자면 생물체가 주위 환경으로부터 탄수화물, 단백질, 지방과 같은 자신에게 필요한 물질들을 받아들여서 에너지를 사용하여 필요한 물질이나 생명활동에 필요한 에너지를 만드는 과정을 말한다. 이처럼 대사과정에 있어 에너지의 출입은 절대적이다. 대사는 대표적으로 두가지로 나뉘며 첫번째는 저분자 유기물,무기물들을 이용하여 빛이나 화학에너지 같은 에너지를 이용하여 고분자 화합물을 합성하는 과정을 “동화작용”이라고 한다. 두번째는, 동화과정과 반대로 고분자 화합물을 저분자의 유기물이나 무기물로 분해하면서 에너지를 얻는 과정을 “이화작용”이라고 한다. 여기서 나오는 에너지는 생물체의 호흡이나 활동 그리고 동화과정에 다시 필요한 에너지로 쓰인다. 이와 같이 멈추지 않고 계속해서 생물체 내에서 동화작용과 이화작용이 이루어짐으로써 정상적인 생명활동을 이어나갈수 있는 것이다.

그림

1) 동화작용 (同化作用,Anabolism) 저분자의 물질이 고분자 물질로 합성되는 과정을 의미한다. (흡열)

생합성이라고도 하며, 세포에서 작은 물질이 촉매나 효소에 의해서 점차적으로 단계를 거쳐 에너지를 흡수하는 흡열 반응과 함께 화학결합이 새로 생겨나면서 복잡한 물질을 만든다. 대표적인 동화작용에는 녹색식물에서 포도당과 이산화탄소를 포도당(C6H12O6)으로 합성하는 광합성 과정이 있다.

2) 이화작용(Catabolism) 고분자의 물질이 저분자 물질로 분해되는 과정을 의미한다. (발열)

세포의 복잡한 물질이 효소 촉매반응에 의해 화학적 결합이 끊어지며 그때 에너지가 생기고 방출되며 간단한 물질을 만든다. 이 때 기질을 분해하며 생긴 에너지는 세포의 생명활동에 쓰인다. 대표적인 이화과정의 예는 포도당을 이산화탄소와 물로 분해하는 세포호흡과정이 있다.

metabolite #

대사물질 또는 대사산물이라고도 한다.

생물체 내에서 물질대사반응을 통해 생성되거나 쓰이는 물질을 의미한다. 즉 반응물, 중간물질, 생성물질을 총칭하는말이다.

Metabolic pathway #

대사 경로(metabolic pathway)란 생명체 내에서의 화합물간의 일련의 화학적 반응 과정을 나타낸다. 물질경로에 관여하는 초기 화합물을 metabolite이라고 하며, 이러한 기질을 변환시켜주는 효소(Enzyme) 그리고 효소에 의해 변화하는 생성물로까지 서로간의 위치와 관계를 나타내준다. 여기서 효소에는 미네랄이나 비타민, 다양한 cofactor들이 존재한다. 이러한 경로는 항상성을 유지해야한다. 이러한 대사 경로는 물질 처리 과정 등의 분석과 비교를 하는데 있어 중요성을 가지게 된다. 특히 생물학자들은 대사 경로 분석을 시각화하여 사용하는 것이 효과적이다. 이러한 대사경로 시각화는 대사 경로에서의 다양한 처리 과정에 연관 있는 효소의 경로와 화합물에 대한 다이어그램 정보를 표현한다. 대사 경로 시각화는 크게 정적 시각화와동적 시각화로 구분된다. 정적 시각화(static visualization)는 이미 대사 경로 지도를 만들어 보여주는 것으로 KEGG가 가장 대표적인 경우이다.

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Reference 1. Renneberg R. Biotechnology for Beginners. Elsevier, 2008; pp. 92-138.

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