물질대사 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 물질대사 위키백과, 우리 모두의 백과사전. ( 신진대사에서 넘어옴 ) 둘러보기로 가기 검색하러 가기 아데노신 삼인산 ( ATP ) 의 구조. ATP는 에너지를 전달하는 주요 분자이다. 물질대사 ( 物 [UNK] 代 [UNK] ) 또는 단순히 대사 ( 代 [UNK] ) 또는 메터볼리즘 ( 라틴어, 독일어 : metabolismus, 영어 : metabolism, 프랑스어 : métabolisme ) 은 생물의 세포에서 생명을 유지하기 위해 일어나는 화학 반응이다. 효소가 반응을 촉매하며, 대사를 통해 생물은 성장하고 번식하며, 구조를 유지하고 환경에 반응한다. 대사라는 단어는 소화와 세포 간에 물질 수송 등을 포함하여 생물체 내에서 일어나는 모든 화학 반응을 의미하기도 한다. 이 경우 세포 내에서 일어나는 반응의 일부를 중간 대사 ( 독일어 : [UNK] Metabolismus, 영어 : intermediary metabolism, intermediate metabolism ) 라 한다. 대사는 대개 두 부류로 나뉜다. 이화작용 ( catabolism ) 은 세포 호흡을 통하여 유기 분자를 분해하고 에너지를 얻는 반응이다. 동화작용 ( anabolism ) 은 에너지를 이용하여 단백질이나 핵산과 같은 세포의 구성 성분
용 ( catabolism ) 은 세포 호흡을 통하여 유기 분자를 분해하고 에너지를 얻는 반응이다. 동화작용 ( anabolism ) 은 에너지를 이용하여 단백질이나 핵산과 같은 세포의 구성 성분을 합성하는 반응이다. 대사의 화학 반응은 대사경로를 통해 이루어진다. 대사경로에서 한 화합물이 여러 단계의 반응을 거쳐 다른 화합물로 변화하고, 단계마다 다른 효소가 차례로 반응을 촉매한다. 효소는 에너지를 방출하면서 자발적으로 일어나는 반응을 에너지를 요구하는 반응과 짝지어 생명체가 필요로 하는 반응이 일어나게 한다. 효소는 반응이 좀더 빠르게 일어나도록 하는 촉매 역할을 한다. 또 세포 주위의 환경이나 세포에 오는 신호에 반응하기 위해 대사를 조절하는 역할도 한다. 생물의 대사 시스템에 따라 어떤 물질이 영양소인지 독인지가 정해진다. 예를 들어, 황화 수소는 몇몇 원핵생물에게는 양분이지만, 동물들에게는 독이다. [ 1 ] 생물체의 대사 속도는 필요한 음식의 양과 음식을 얻는 방법에 영향을 미친다. 생물 종이 다를지라도 기본적인 대사경로와 그 구성 성분은 매우 유사하다. [ 2 ] 시트르산 회로를 구성하는 중간체로 널리 알려진 카복실산들은 단세포 세균인 대장균에서부터 거대한 다세포
8 진화 9 연구 및 조작 10 역사 11 같이 보기 12 각주 및 참고 문헌 주요 생화학 분자 [ 편집 ] 생화학 문서를 참고하십시오. 동물과 식물, 미생물의 구조는 대부분 아미노산, 탄수화물, 지질 ( 종종 지방이라고 불림 ) 이렇게 세 가지 기본적인 분자로 이루어진다 [ 6 ]. 생명 유지에 필수적이며, 대사는 이 분자들을 만들어 세포와 조직의 구성 성분으로 쓰거나, 분해하여 에너지로 쓰는 화학 반응이다. 주요 생화학 분자는 결합하여 DNA나 단백질 같은 고분자가 된다. 분자 종류 단량체 이름 중합체 이름 중합체 예시 아미노산 아미노산 단백질 ( [UNK] 함 ) 섬유상 단백질과 구형 단백질 탄수화물 단당류 다당류 녹말, 글리코젠 및 셀룰로스 핵산 뉴클레오타이드 폴리뉴클레오타이드 DNA 및 RNA 아미노산과 단백질 [ 편집 ] 단백질은 아미노산이 [UNK] 결합을 통해 결합한 선형 사슬로 이루어져 있다. 단백질 중 다수는 효소로 대사의 화학 반응을 촉매한다. 기타 단백질은 세포 형태를 유지하는 세포골격과 같이 구조나 기계적 기능을 담당한다. [ 7 ] 단백질은 또한 세포 신호, 면역 반응, 세포 부착, 막을 통한 능동수송, 세포 주기에 주요 역할을 한다. [ 8 ] 아미노산은 또한 일차적으로 에너지를 공급하는 포도당이 부족하거나 세포가 대사적 스트레스 상태일 때 [ 9
과정으로 음식을 분해하고 산화하는 과정이 포함된다. 이화작용으로 동화작용에 필요한 물질을 공급하고 에너지를 얻는다. 이화작용의 정확한 특성은 생물마다 각기 다르며, 필요에 따라서는 생물을 에너지와 탄소를 얻는 원천에 따라 분류할 수 있다 ( 아래 표 참고 ). 에너지원으로 유기영양생물 ( organotroph ) 은 유기물을, 무기영양생물 ( lithotroph ) 은 무기물을, 광영양생물 ( phototroph ) 은 태양광을 사용한다. 대사는 서로 다르지만 모두 산화환원 반응에 의존하며, 전자를 유기물, 물, 암모니아, 황화 수소, 철 이온 ( Fe2 ) 과 같은 환원된 전자공여체에서 산소, 질산염, 황산염과 같은 전자수용체로 전달한다. [ 30 ] 동물의 경우 이 반응은 복잡한 유기물을 이산화 탄소와 물과 같은 간단한 분자로 분해하는 형태이다. 식물이나 남세균 등 광합성 생명체는 전자 전달 반응이 에너지를 방출하지 않고 태양광으로부터 에너지를 흡수해 저장하는 용도로 쓰인다. [ 31 ] 대사에 따른 생물 분류 에너지원 태양광 광 - 영양생물 이미 존재하는 분자 화학 - 전자공여체 유기 화합물 유기 - 무기 화합물 무기 - 탄소원 유기 화합물 종속 -
되어야 한다. 일반적인 효소 몇몇이 이러한 중합체를 소화한다. 소화 효소에는 단백질을 아미노산으로 분해하는 단백질 가수분해 효소, 다당류를 단당류 같은 단순한 당으로 분해하는 글리코사이드 가수분해효소 ( 글리코시데이스 ) 등이 있다. 미생물은 단순히 주변에 소화 효소를 분비하고, [ 32 ] [ 33 ] 동물만이 특수한 세포에서 장으로 효소를 분비한다. [ 34 ] 세포 바깥에서 효소가 고분자를 분해하여 만들어낸 아미노산과 당은 능동수송 단백질을 통해 세포 내로 운반된다. [ 35 ] [ 36 ] 유기물에서 얻은 에너지 [ 편집 ] 세포 호흡, 발효 문서를 참고하십시오. 단백질, 탄수화물, 지방의 이화작용을 단순하게 나타낸 그림 탄수화물 이화작용은 탄수화물을 더 작은 단위로 분해하는 과정이다. 탄수화물은 대개 단당류로 소화된 후에 세포로 유입된다. [ 37 ] 세포로 들어온 단당류 ( 포도당이나 과당 ) 는 해당과정을 거치면서 피루브산으로 전환되고 ATP가 만들어진다. [ 38 ] 피루브산은 몇몇 대사 회로의 중간체이지만 대부분의 경우 아세틸 조효소 A ( 아세틸 - CoA ) 로 전환되어 시트르산 회로로 들어간다. 시트르산 회로에서 ATP가 더 많이 생산되기
tabolism of ketonic acids in animal tissues ". 《 Biochem J 》 31 ( 4 ) : 645 - 60. PMC 1266984. PMID 16746382. vdeh물질대사 ( 이화작용, 동화작용 ) 단백질 단백질 생합성 단백질 분해 아미노산 아미노산 합성 아미노산 분해 요소 회로 탄수화물탄수화물 합성 포도당신생합성 글리코젠 합성 광합성 명반응 암반응 탄수화물 분해 세포 호흡 해당과정 피루브산 산화 시트르산 회로 산화적 인산화 전자전달계 ATP 생성효소 발효 젖산 발효 에탄올 발효 기질수준 인산화 글리코젠 분해 기타 오탄당 인산 경로 코리 회로 지방 beta 산화 ( 지방산 분해 ) 지방산 합성 전거 통제 GND : 4057699 - 1 원본 주소 " " 분류 : 물질대사생화학생물학숨은 분류 : CS1 관리 - 여러 이름CS1 관리 - et al. 의 직접적인 사용영어 표기를 포함한 문서프랑스어 표기를 포함한 문서독일어 표기를 포함한 문서그리스어 표기를 포함한 문서GND 식별자를 포함한 위키백과 문서 둘러보기 메뉴 개인 도구 로그인하지 않음토론기여계정 만들기로그인 이름공간 문서토론 변수 보기 읽기편집역사 보기 더 보기 검색 둘러보기 대문사용
[ 129 ] 사람의 대사 모델은 같은 단백질이나 대사산물을 공유하는 질병을 분류하기 위한 네트워크 분석에 이용되고 있다. [ 130 ] [ 131 ] 세균의 대사 네트워크는 나비 넥타이 [ 132 ] [ 133 ] [ 134 ] 조직의 좋은 예이다. 나비 넥타이 구조는 광범위한 영양물질을 받아들여 상대적으로 적은 중간체를 통해 다양한 산물과 복잡한 고분자를 생산할 수 있는 구조이다. 대사 공학은 주요한 대사 정보 응용 기술이다. 효모, 식물 및 세균은 생명공학기술에 유용하게 유전적으로 변형되어 항생제나 의약품 혹은 1, 3 - 프로판디올 ( 1, 3 - propanediol ), 시킴산 같은 산업용 화합물 생산에 이용된다. [ 135 ] [ 136 ] [ 137 ] 유전자 변형은 대개 생산하는데 드는 에너지 양을 줄이고, 생산량을 증대시키며, 폐기물을 감소시키는 것을 목적으로 한다. [ 138 ] 역사 [ 편집 ] 생화학의 역사, 분자생물학의 역사 문서를 참고하십시오. 산토리오 산토리오가 저울에 있는 모습. 1614년 처음 출판된 Ars de statica medicina의 삽화 물질대사라는 용어는 변화 혹은 전복 ( [UNK] [UNK], overthrow ) 을 뜻하는 그리스어 : [UNK] 에서 유래하였다. [ 139 ] 1260년 이븐
반응에 참여하는 작용기를 운반하는 대사 중간체의 수를 줄일 수 있다. [ 16 ] 조효소는 이렇게 작용기를 운반하는 중간체이다. 작용기 전이 반응은 특정한 한 조효소에 의하여 진행되며, 효소는 그 조효소를 생산하고 소비한다. 따라서 조효소는 계속해서 만들어지고, 사용되며, 재활용된다. [ 18 ] 주요 조효소 중 하나가 세포 공동의 에너지 통화라 할 수 있는 아데노신 삼인산 ( ATP ) 이다. ATP는 서로 다른 화학 반응 간에 화학 에너지를 전달하는데 사용된다. 세포에는 소량의 ATP만 존재하고, 에너지 요구량에 부합하기 위해 세포는 계속해서 ATP를 빠르게 재생성한다. [ 18 ] ATP는 동화작용과 이화작용 사이에서 다리 역할을 한다. 이화작용은 분자를 분해하는 과정이고, 동화작용은 분자를 합성하는 과정이다. 이화작용을 통하여 ATP가 생산되고, 동화작용은 ATP를 소모한다. 그 밖에도 ATP는 인산화 반응에서 인산기를 운반하기도 한다. 비타민은 소량이 필요하지만 세포가 생산할 수 없는 유기 화합물이다. 사람의 영양 측면에서, 비타민은 체내에서 변화한 후 대개 조효소 기능을 한다. 예
이동에 의존한다. [ 24 ] 헤모글로빈의 구조. 단백질 소단위는 빨강색과 파랑색으로, 철을 함유하는 [UNK] 고리는 초록색으로 나타내었다. PDB 1GZX. 전이 금속은 미량 원소로 존재하며, 아연이나 철은 미량 원소 중에도 비교적 많은 편이다. [ 25 ] [ 26 ] 금속 원소는 단백질의 보조 인자로 쓰이며, 카탈레이스같은 효소와 산소를 운반하는 단백질 ( 예를 들어 헤모글로빈 ) 의 활성에 필수적이다. [ 27 ] 금속 보조 인자는 단백질의 특이적인 자리에 결합한다. 효소 보조 인자는 촉매 반응 중에 변형될 수 있지만, 촉매 반응이 끝나면 원래의 상태로 되돌아온다. 금속 미량 영양소는 특이적인 수송체에 의해 생물체 내로 흡수되고 사용하지 않을 때는 페리틴이나 메탈로티오네인 ( metallothionein ) 과 같은 저장 단백질과 결합한다. [ 28 ] [ 29 ] 이화작용 [ 편집 ] 이 부분의 본문은 이화작용입니다. 이화작용은 큰 분자를 분해하는 대사 과정으로 음식을 분해하고 산화하는 과정이 포함된다. 이화작용으로 동화작용에 필요한 물질을 공급하고 에너지를 얻는다. 이화작용의 정확한 특성은 생물마다 각기 다르며, 필요
출판된 Ars de statica medicina의 삽화 물질대사라는 용어는 변화 혹은 전복 ( [UNK] [UNK], overthrow ) 을 뜻하는 그리스어 : [UNK] 에서 유래하였다. [ 139 ] 1260년 이븐 알나피스 ( Ibn al - Nafis는 저서에서 " 인체와 각 부분은 지속적인 소멸과 생성 상태에 있으며, 따라서 불가피하게 영구적인 변화를 겪는다 " 고 서술하면서 물질대사의 개념을 처음으로 문서화하였다. [ 140 ] 물질대사에 대한 과학적 연구의 역사는 몇 세기에 걸쳐 나타난다. 동물 전체를 연구하던 초기 시기에서 개인의 대사 반응을 연구하는 현대의 생화학으로 발전하였다. 사람의 대사에 대한 첫 통제 실험은 1614년 출판된 산토리오 산토리오의 저서 Ars de statica medicina에서 나타난다. [ 141 ] 그는 일상에서 각종 활동을 하는 동안 스스로 무게 변화를 측정하고, 섭취한 음식 무게의 대부분은 잃는다는 것을 발견하였다. 그는 이것을 " 인식할 수 없는 호흡 " 이라 불렀다. 초기에 물질대사 기작은 밝혀지지 않았고 어떤 힘이 살아있는 조직에 생기를 불어넣는다고 생각하였다. [ 142 ] 19세기에 효모에 의하여 설탕이 알코올로 발효되는 것을 관찰한 루이 파스퇴르
물질대사(物質代謝, 영어: metabolism), 신진대사 또는 단순히 대사(代謝)는 생물의 세포에서 생명을 유지하기 위해 일어나는 모든 물질의 변화로, 생체내 물질의 분해 · 합성과 같은 모든 화학 작용이다. 효소가 반응을 촉매하며, 대사를 통해 생물은 성장하고 번식하며, 구조를 유지하고 환경에 반응한다. 대사라는 단어는 소화와 세포 간에 물질 수송 등을 포함하여 생물체 내에서 일어나는 모든 화학 반응을 의미하기도 한다. 이 경우 세포 내에서 일어나는 반응의 일부를 중간 대사(영어: intermediary metabolism, intermediate metabolism)라 한다. 대사는 대개 두 부류로 나뉜다. 이화작용(catabolism)은 세포 호흡을 통하여 유기 분자를 분해하고 에너지를 얻는 반응이다. 동화작용(anabolism)은 에너지를 이용하여 단백질이나 핵산과 같은 세포의 구성 성분을 합성하는 반응이다. 대사의 화학 반응은 대사경로를 통해 이루어진다. 대사경로에서 한 화합물이 여러 단계의 반응을 거쳐 다른 화합물로 변화하고, 단계마다 다른 효소가 차례로 반응을 촉매한다. 효소는 에너지를 방출하면서 자발적으로 일어나는 반응을 에너지를 요구하는 반응과 짝지어 생명체가 필요로 하는 반응이 일어나게 한다. 효소는 반응이 좀더 빠르게 일어나도록 하는 촉매 역할을 한다. 또 세포 주위의 환경이나 세포에 오는 신호에 반응하기 위해 대사를 조절하는 역할도 한다. 생물의 대사 시스템에 따라 어떤 물질이 영양소인지 독인지가 정해진다. 예를 들어, 황화 수소는 몇몇 원핵생물에게는 양분이지만, 동물들에게는 독이다. 생물체의 대사 속도는 필요한 음식의 양과 음식을 얻는 방법에 영향을 미친다. 생물 종이 다를지라도 기본적인 대사경로와 그 구성 성분은 매우 유사하다. 시트르산 회로를 구성하는 중간체로 널리 알려진 카복실산들은 단세포 세균인 대장균에서부터 거대한 다세포 생물인 코끼리에 이르기까지 알려진 모든 생물에 존재한다. 대사경로는 진화 초기에 등장했으며, 그 효율성 때문에 계속해서 유지된 것으로 추정된다.