방송통신대학교 - 농학과 - 가축영양학 핵심 요약정리 - 6 대사작용

 

■  주요용어의 정리

ATP(Adenosine Triphosphate)
: 아데노신에  인산기가  3개  결합되어  있는  화합물로, 생체  내에서  에너지를  보관  및  이동하는데  이용함
능동수송 (active  transport)
: 전달자(transporter,  transport  protein)와  에너지(ATP)를  이용하여  물질을  수송하는  방법
전사 
: DNA에서  RNA가  합성되는  과정
번역 
: RNA에서  단백질이  합성되는  과정

 

1. 에너지 대사

1) 에너지의 개념

물리적인 일을 핛 수 있는 힘  
생명유지 및 생산활동에 필요  
사료의 형태로 공급

2) 에너지(Energy)의 단위 

칼로리(Calorie, cal) 
주울(Joule, J) 
1 cal = 4.184 J (1 J = 0.239 cal) 

3) 에너지와 ATP

* ATP(Adenosine TriPhosphate): 에너지의 저장 형태
A-Pi-Pi-Pi + H2O ⇒ A-Pi-Pi + Pi + H+
* 유사물질 
GTP (Guanosine Triphosphate) 
UTP (Uridine Triphosphate) 
CTP (Cytidine Triphosphate) 

4) ATP의 이용 

* 체온유지
- 기계적 조절
- 화학적 조절  
- 물질의 합성
- 근육의 수축

* 물질의 능동수송(active transport) 
- Na-K pump  
- 신경물질의 전달   
- 타액, 소화액, 췌장액의 분비
- 미토콘드리아 내의 Ca+2, Mn+2, Mg+2 축적 
- 소장 및 신장에서 포도당과 아미노산의 흡수 

2. 에너지생산

1) 에너지대사경로

 

 

2) 탄수화물의 분해과정

 

 

3) 해당과정(glycolysis)

 

 

4) 아세틸 CoA 생성

Coenzyme A의 SH기에 아세트산이 축합

 

 

5) TCA 회로

 

 

6) 산화적 인산화(Oxidative Phosphorylation) 

ADP로 ATP를 합성하는 과정
NAD, FAD와 같은 중간매체 필요
NADH는 3 분자의 ATP 생성 
Fadh는 2 분자의 ATP 생성

7) 지방산의 산화

 

 

8) 휘발성지방산의 대사

아세트산(acetate)과 부티르산(butyrate) 

 

 

9) 아미노산의 분해

 

 

3. 탄수화물과 지방의 합성

1) 포도당(glucose)의 필요성

-신경계통과 적혈구의 에너지원 
-지방조직의 합성
-TCA회로 유지 
-혐기상태의 근육 에너지 
-유방에서 유당 합성 
-임신 중 태아의 에너지원

 

2) 포도당의 신합성(gluconeogenesis)

주로 신장과 간에서 이루어짐   
글리세롤, 젖산, 프로피온산을 이용하여 합성  
해당과정과 TCA 회로의 가역반응  
피루브산이 말산으로 전환되어 미토콘드리아 통과 

 

 

3) 휘발성지방산의 대사

프로피온산

 

 

4) 지방산의 합성

 

 

5) 지방대사의 조절인자

구연산(citrate): 아세틸CoA 카르복실라젗 촉짂 
아실 CoA: 아세틸CoA 카르복실라젗 억젗 
아실 CoA-S-에스테르: 지방산 합성 억젗 
인슐린 부족: 지방합성 억제 
갑상선 호르몬, 글루코코르티코이드: 지방동원 증가 

6) 지방합성의 구성요건

원만한 탄수화물 대사 ⇒ 에너지 공급 
NADPH 공급
아세틸 CoA의 중성지방으로 전환 
호르몬 분비
스트레스 

4. 단백질의 대사

1) 사료단백질의 대사

 

 

2) 단백질의 대사

섭취된 아미노산은 체내에서 단백질 합성에 이용 
암모니아는 요소회로를 통해 배설 
탄소골격은 에너지 혹은 지방 합성에 이용 

3) 아미노산의 분해

 

 

4) 요소회로(urea cycle)  

 

 

5. 단백질의 합성

단백질의 합성에는 유전자가 관여 
RNA는 핵에서 합성 
단백질은 세포질에서 합성 
전사(transcription): DNA ⇒ RNA 
번역(translation): RNA ⇒ 단백질

1) 전사(Transcription)  

 

 

2) 번역(Translation)  

 

 

 

 

 

 

■  연습문제

1.  다음  중  물질의  능동수송(active  transport)에  대하여  바르게  기술한  것을  모두 
고르시오.
가.  신장에서  아미노산의  흡수
나.  췌장액의  분비작용
다.  미토콘드리아로의  Ca+2  이온의  축적
라.  신경물질의  전달과정
①  가
②  가,  나
③  가,  나,  다
④  가,  나,  다,  라
정답  :  ④
해설  :  보기는  ATP를  이용한  물질의  능동수송  예를  열거한  것이다.

2.  수용성  비타민  중  에너지  대사에  관여하는  비타민을  모두  고르시오.
가.  티아민(thiamin)
나.  니아신(niacin)
다.  리보플라빈(riboflavin)
라.  비오틴(biotin)
①  가,  나,  다
②  가,  나,  라
③  가,  다,  라
④  나,  다,  라
정답  :  ①
해설  :  티아민은  pyruvate가  acetyl  CoA로  전환되는  과정에  조효소의  기능을  수행
하며,  니아신은  NADH(nicotinamide  adenine  dinucleotide)의  구성물질로 
리보플라빈은  FADH(flavin  adenine  dinucleotide)의  구성물질로  에너지의 
생산과정에  관여한다.

3.  포도당의  신합성(gluconeogenesis)에  대하여  바르게  기술한  것을  모두  고르시오.
가.  주로  신장과  간에서  이루어진다.
나.  해당과정과  TCA회로의  가역반응이다.
다.  젖산을  이용하여  합성한다.
라.  피루브산이  말산으로  전환되어  미토콘드리아를  통과한다.
①  가
②  가,  나
③  가,  나,  다
④  가,  나,  다,  라
정답  :  ④
해설  :  보기는  포도당의  신합성에  대하여  기술한  것이다.

4.  지방대사의  조절인자와  작용에  대하여  바르게  기술한  것을  모두  고르시오.
가.  구연산은  아세틸  CoA  카르복실라제의  기능을  촉진한다.
나.  아실  CoA는  아세틸  CoA  카르복실라제의  기능을  억제한다.
다.  인슐린이  부족하면  지방의  합성이  억제된다.
라.  갑상선호르몬은  지방의  동울을  증가시킨다.
①  가
②  가,  나
③  가,  나,  다
④  가,  나,  다,  라
정답  :  ④
해설  :  보기는  지방대사의  조절인자에  대하여  기술한  것이다.

5.  단백질의  합성과정  중  개시복합체를  형성하는  아미노산은  무엇인가?
①  시스테인
②  라이신
③  페닐알라닌
④  메티오닌
정답  :  ④
해설  :  메티오닌은  단백질의  합성과정  중  개시복합체를  형성하는  첫  번째  아미노산이
다.

 

■  정리하기
▪  에너지란  물리적인  일을  할  수  있는  힘을  의미하며,  생명체에  있어서는  생명의  유
지  및  생산활동에  필요한  원동력이라  할  수  있다.  동물에게  있어서  에너지는  사료
의  형태로  공급되며,  운동에너지인  주울(Joule)과  열에너지인  칼로리(cal)로  표기될 
수  있다.  운동에너지와  열에너지는  서로  전환이  가능하여  1  cal는  4.184  J의  상관
관계를  갖고  있다.

▪  에너지의  저장형태인  ATP는  adenosine에  세  분자(tri)의  인산기(phosphate)이  결
합되어  있으면서,  인산기가  하나씩  분리되어  나올  때  에너지가  방출된다.  이러한 
에너지를  이용하여  동물은  체온의  유지,  물질의  합성,  물질의  수송,  근육의  수축 
등  다양한  종류의  생리현상을  유지한다.

▪  ATP는  탄수화물,  지방  및  단백질의  대사과정에서  생산될  수  있으나,  대다수의  에
너지는  탄수화물의  분해를  통하여  생산된다.  단당류의  형태로  체내에  유입된  탄수
화물은  세포질에서  다단계의  화학반응인  해당과정을  통하여  삼탄당의  피루브산
(pyruvate)로  분해된다.  피루브산은  코엔자임A(CoA)와  결합하면서  NADH를  생산
하면서  아세틸-CoA를  형성한다.  아세틸-CoA에서  CoA가  분리된  아세트산은  TCA
회로에  유입되어  두  분자의  이산화탄소,  세  분자의  NADH,  한  분자의  FADH를  생
산한다.  이때  생성된  NADH와  FADH는  전자전달계(산화적인산화,  oxidative 
phosphorylation)라  분리는  다단계의  화학반응을  통하여  NADH는  3분자의  ATP
를,  FADH는  2  분자의  ATP를  생산한다.

▪  지방산은  세포질에서  CoA와  결합하여  미토콘드리아로  이동한  후  베타산화(β
-oxidation)  과정을  통하여  끝에서부터  아세트산이  탈락되어  TCA회로에  들어간
다.  단백질의  소화산물인  아미노산은  구성하고  있는  탄소골격에  따라  에너지의  생
산에  관여하는  형태가  다르다.

▪  지방조직의  합성,  TCA회로의  유지,  유당의  합성,  태아의  에너지원,  신경계통과  적
혈구의  에너지원  등으로  이용되는  포도당은  신장과  간에서  당신생(포도당의  신합
성,  gluconeogenesis)이라  불리는  해당과정과  TCA회로의  역반응  과정을  통하여 
합성된다.

▪  섭취된  아미노산은  세포질에서  단백질의  합성에  이용되고,  단백질의  대사에서  이
용되고  남은  아미노산은  탄소골격과  암모니아로  분해된다.  아미노산에서  분리된 
탄소골격은  에너지의  생산에  이용되며,  암모니아는  오르니틴,  시트룰린,  아르기닌
을  이용하는  요소회로를  통하여  요소의  형태로  체외로  배설된다.

▪  단백질의  합성에는  각  단백질에  상응하는  유전자가  관여하는  전사와  번역과정을 통하여  이루어진다.





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