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제 10 장 대사 3: 생합성에서 에너지의 이용

제 10 장 대사 3: 생합성에서 에너지의 이용. 10.1 생합성의 원리 10.2 광합성에 의한 CO2 고정 10.3 당과 다당류의 합성 10.4 무기 인 , 황 , 질소의 동화 10.5 아미노산합성 , 보충대사반응 10.6 퓨린 , 피리미딘과 뉴클레오티드의 합성 10.7 지질합성 10.8 펩티도글리칸 합성 , 세포벽형성패턴. 10.1 생합성의 원리. 단량체 (monomer) 로부터 중합체 (polymer) 합성 . 이화작용과 동화작용에 같은 효소를

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제 10 장 대사 3: 생합성에서 에너지의 이용

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Presentation Transcript

  1. 제 10장 대사3: 생합성에서 에너지의 이용 10.1 생합성의 원리 10.2 광합성에 의한 CO2 고정 10.3 당과 다당류의 합성 10.4 무기 인, 황, 질소의 동화 10.5 아미노산합성, 보충대사반응 10.6 퓨린, 피리미딘과 뉴클레오티드의 합성 10.7 지질합성 10.8 펩티도글리칸 합성, 세포벽형성패턴

  2. 10.1 생합성의 원리 • 단량체(monomer)로부터 중합체(polymer)합성. • 이화작용과 동화작용에 같은 효소를 • 몇 단계는 두 가지 다른 효소에 의해 촉진 • 동화과정에서 생합성 방향이 비가역적으로 작동. • 진핵미생물의 경우: • 이화과정은 다른 보조인자를 사용하는 경우가 많음

  3. 세포의 형성과정

  4. E. Coli의 생합성

  5. 생합성과정 G에서 X,Y,Z로 가는 과정; 동화 A에서 G까지; 양방향성 C, D사이는 독립적 두 효소촉매

  6. 10.2 광합성에 의한 CO2 고정 • 미생물이 CO2 고정하나 독립영양생물만이 주 탄소원으로 이용. • 캘빈회로(엽록체 스트로마에서); CO2 고정, (1) 카르복실화단계; (2) 환원단계; (3) 재생단계; (6RuBP + 6CO2→12PGA →6RuBP + 과당-6-인산 : 3ATP, 2NADPH 필요) • 환원적 트리카르복실산회로 이용; • 아세틸-CoA 과정;

  7. Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase 반응: CO2의 고정

  8. 캘빈회로

  9. 10.3 당과 다당류의 합성 • 포도당신생합성: • 해당과정과 7가지 효소공유 • 포도당, 과당, 뉴클레오시드이인산염 당(UDPG)합성; 다당류 합성에 중심적 역할 • ATP + 포도당-1-인산→ADP-포도당 +PPi • (포도당)n + ADP-포도당 → (포도당)n+1 + ADP

  10. 포도당신생합성 해당작용과 다른 반응을 촉진 하는 네가지 효소는 사각형으로, 해당작용과정은 파란색으로 표시.

  11. 유리딘 2인산 포도당

  12. 유리딘 이인산 갈락토즈와 glucuronate 합성

  13. 10.4 무기 인, 황, 질소의 동화 • 인동화; • 황동화; • 질소동화; ►암모니아통합; ►동화적 질산염환원; • 질소고정;

  14. Phosphoadenine 5’-phosphate(PAPS)

  15. 황산염 환원과정

  16. 암모니아 동화과정 글루탐산탈수소효소

  17. 글루타민 합성효소와 글루탐산 합성효소

  18. 글루타민 합성효소와 글루탐산 합성효소를 이용한 암모니아 동화; 암모니아 농도가 낮을 때

  19. 동화적 암모니아 환원

  20. 질소환원

  21. 질소화효소 작용기작

  22. 10.5 아미노산합성, 보충대사반응 • 정확한 조절; • 양방향성 경로와 연관; • 아미노산골격은 아세틸-CoA, TCA회로, 해당작용, 5탄당 인산경로의 중간물질에서 나옴. • 개별적 아미노산은 순차적 반응에서 가지치기로 비롯 • 보충대사반응; • 글리옥실산 회로(변형된 TCA회로);

  23. 그림 10-17 동화작용 조직

  24. 아미노합성의 분자과정

  25. 방향족 아미노산 합성

  26. 글리옥실산 회로 그림 10-20

  27. 10.6 퓨린, 피리미딘과 뉴클레오티드의 합성 • ATP, 몇몇 보조인자, RNA, DNA, 다른 세포구조물의 합성에 이용. • (1)퓨린생합성;아데닌(A), 구아닌(G), • (2)피리미딘생합성;우라실(U), 시토신(C), 티민(T) • 오탄당+퓨린, 피리미딘= 뉴클레오시드 • 오탄당+퓨린, 피리미딘+인산기= 뉴클레오티드

  28. 퓨린 생합성

  29. 피리미딘 생합성

  30. 그림 10-23

  31. 디옥시티민 일인산 합성

  32. 10.7 지질합성 • 미생물의 세포막 구성성분; • 아세틸-CoA와 말로닐-CoA를 기질로 지방산합성효소에 의해 촉진. • 아실기 전달단백질; • 진핵미생물은 탄소와 에너지를 트리아실글리세롤의 형태로 저장

  33. 지방산 합성

  34. 그림 10-26 트리아실글리세롤과 인지질 합성

  35. 10.8 펩티도글리칸 합성, 세포벽형성패턴 • 세균세포벽은 펩티도글리칸으로 구성. • 8단계의 펩티도글리칸 합성; • 1. NAM과 NAG유도체 세포질에서 합성. • 2. 아미노산이 순차적으로 UDP-NAM에 첨가 사슬형성 • 3. NAM-5펩티드가 UDP로부터 bactoprenol phosphate로 이동 • 4. UDP-NAG가 NAG를 NAM-5펩티드에 더하여 펩티도글리칸 반복단위 합성. • 5. 완성된 NAM-NAG 반복단위가 막 통과 외부표면으로 전달 • 6. 신장하는 펩티도글리칸 사슬에 단위가 더해져 사슬신장 • 7. bactoprenol 전달체는 다시 막 내부로 돌아감. • 8. 펩티도글리칸 사슬 사이의 연결이 펩티드전이에 의해 이루어짐.

  36. Bactoprenol pyrophosphate

  37. 펩티도글리칸 합성

  38. 펩티드전이

  39. 세포벽 합성 양상 (a)연쇄상구균과 다른 그람 양성 구균;몇 개의 성장지점에서 격막형성, 새로운 반쪽세포가 연속 합성 (b) 간균; 격벽형성부위에서 막대의 원통모양을 따라 퍼져 확산되어 분호, 길이가 신장됨.

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