[생화학I] 1. 생화학이 대체 뭐하는 과목인데

원래 이 블로그는 내가 고등학생일 때 짧게 운영했다가 사실상 방치된 상태로 있었다. 그런데 어라? 방문자 수가 생각보다 꾸준히 나오는 걸 확인해버렸다. 특히 시험 기간 버프를 받았는지 매 학기마다 꾸준히 방문자가 늘어서 최근에는 누적 방문수 55만을 기록했다. 와! 블로그 주인이 18년 이후로 손을 놔도 알아서 굴러가는 블로그라니. 이거 새로운 컨텐츠로 보답을 안 할 수가 없다. 그래서 생명과학에서 가장 중요한 두 축이 되는 생화학과 분자생물학에 대한 글을 방학동안 열심히 적어보려고 한다. 그러면 가을 쯤에는 학생들이 많이 봐주지 않을까?
 

그래서 생화학I 포스트에는 무엇을 어떻게 다루나요?

 

우선 생화학은 생명체 내에서 진행되는 여러 화학 반응들의 메커니즘을 화학적으로 설명하는 학문이다. 생화학은 생명과학과 화학 모두가 중요한 과목이다. 그래서 학습의 난이도가 높다! (비슷한 이유로 어려운 과목으로는 생물물리학이나 물리화학 등이 있다) 나는 화학도가 아니기에 생화학 내용을 이해하기 위해 필요한 최소한의 화학적 내용만 다룰 예정이다. 혹시 화학적으로 조금 더 엄밀한 접근법이 필요하다면 (화학과에서 개설되는 생화학을 수강한다든지) 내 글은 참고만 하고 추가적인 공부를 하는 편이 나을 것이다. 

 

또 내 글에서는 (우리 학교 기준) 생화학I 강의에서 다루는 모든 내용을 담고 있지 않다! 공부하다가 특히 어려움을 겪기 쉬운 부분만 골라서 글을 작성할 예정이다. 거기에 포함되지 않는 내용들은 아예 다루지 않거나, 배경지식으로 필요한 경우 가볍게 설명하고 넘어가려고 한다. 어쨌든 주요 내용으로는 다루지 않을 예정이다. 이 시리즈에서 다루는 주요 내용은 아래와 같다. 

 

1. 단백질의 구성과 구조

이 부분에서는 단백질을 구성하는 아미노산과 펩타이드 결합을 다룬다. 아미노산 각각이 어떤 특징을 가지고, 그런 특징이 단백질에서 어떻게 활용되는지를 다룬다. Ramachandran Plot을 통해 단백질의 2차 구조에 대해 자세히 배운다.

 

이 챕터에 해당하는 글을 읽어보려면 아래 링크로 이동하면 된다

 

* 아미노산의 구성과 특징: https://onsaem9134.tistory.com/79

[생화학I] 2. 아미노산의 구성과 특징

* 특이한 아미노산 3가지 (프롤린, 시스테인, 히스티딘): https://onsaem9134.tistory.com/80

[생화학I] 3. 특이한 아미노산 3가지 (프롤린, 시스테인, 히스티딘)

* 펩타이드 결합과 Ramachandran Plot: https://onsaem9134.tistory.com/81

[생화학I] 4. 펩타이드 결합과 Ramachandran Plot

* 폴리펩타이드에서 φ(Phi)와 ψ(Psi)를 측정하는 법: https://onsaem9134.tistory.com/82

[생화학I] 보충설명 (1): 폴리펩타이드에서 φ(Phi)와 ψ(Psi)를 측정하는 방법

* 단백질의 2차 구조 (1) 알파 나선: https://onsaem9134.tistory.com/83

[생화학I] 5. 단백질의 2차 구조 (1) 알파 나선

* 단백질의 2차 구조 (2) 베타 병풍, Turn, Loop: https://onsaem9134.tistory.com/84

[생화학I] 6. 단백질의 2차 구조 (2) 베타 병풍, Turn, Loop

 

2. 헤모글로빈과 미오글로빈을 통해 알아보는 단백질의 작용

이 부분에서는 헤모글로빈과 미오글로빈의 역할, 그리고 활성이 조절되는 방식을 다룬다. 산소 분압에 따른 산소 포화도를 나타낸 그래프를 유도하고, 최종적으로 Hill Equation 및 Hill plot을 그리고 해석하게 된다. 특히 헤모글로빈에서 산소 분압에 따라 포화도가 조절되는 양상을 Allosteric Effect을 통해 설명한다. 

 

3. 효소 반응속도론 (Enzyme Kinetics)

효소의 작용을 설명하는 기본적인 방법인 Michaelis-Menten Kinetics를 다루고, Lineweaver-Burk plot, Eadie-Hofstee plot처럼 다른 방식으로 그렸을 때 해석하는 법을 배운다. 저해제의 원리와 저해제가 존재할 때 달라지는 공식 및 그래프 해석법을 다룬다. 

 

4. 해당과정 (Glycolysis)

포도당이 피루브산으로 분해되기까지의 과정을 다룬다. 모든 중간과정까지 다 다루며, 각 단계에서 작용하는 효소들까지 배운다. 알코올 발효 및 젖산 발효 과정에 대해서도 다룬다. 포도당이 아닌 과당(Fructose), 갈락토오스(Galactose)가 분해되는 별도의 과정도 다룬다.

 

5. 포도당신생합성 (Gluconeogenesis)

에너지가 충분한 상황에서 이미 분해된 유기물을 다시 포도당으로 합성하는 역과정을 다룬다. 특히 해당과정에 포함된 비가역적인 화학 반응 3가지를 우회하는 방법을 중요하게 다룬다. 해당과정과 더불어 간과 근육에서 서로 다르게 통제되는 일부 내용들과 그 이유에 대해서도 배운다. 

 

6. 시트르산 회로 (Citric Acid Cycle)

시트르산 회로는 경우에 따라서 TCA 회로라고도 불린다. 시트르산 회로의 각 과정에 어떤 효소가 작용하며, 반응 산물로 어떤 물질이 발생하는지를 다룬다. 시트르산 회로가 중요한 이유를 에너지 수급 측면, 물질 원료 공급원 측면에서 모두 알아본다. 해당과정과 시트르산 회로에서 발생한 NADH와 FADH2, ATP를 최종적으로 정리해서 1개 포도당이 생성하는 에너지량을 이해한다. 
 

7. 글리코젠 합성과정

체내에 존재하는 잉여 포도당을 다시 글리코젠으로 합성하는 과정을 다룬다. 글리코젠과 포도당이 각자 에너지가 부족할 때, 에너지가 충분할 때 어떻게 통제되는지 각 과정을 단계마다 배운다. 간과 근육에서 각 과정이 어떤 점이 동일하게 또 다르게 통제되는지 이해한다.
 
광합성과 전자전달계는 고등학교 생명과학2에 포함된 내용이라서 궁금해할 사람이 있을지도 모른다. 하지만 아쉽게도 이 내용은 생화학I에서 다루지 않는다. 만약 생화학II를 다룰 일이 있다면 아마 거기에 포함되지 않을까 싶다.
 
앞으로 올라올 글에는 부득이하게 영어 단어가 많이 포함될 가능성이 높다. 내가 그렇게 배워서 그런데, 최대한 영어를 잘 몰라도 해석할 수 있게 검색을 통해 대응하는 한국어 번역을 달아두려고 한다. 하지만 정확하지 않을 수도 있기에 가능하면 영어 표기를 따라와주면 더 좋은 공부가 될 것 같다!