당인산
당인산(糖燐酸, 영어: sugar phosphate)은 인산기가 첨가되거나 치환된 당으로 일반적으로 생물학적 시스템에서 에너지를 저장하거나 전달하는 데 사용된다. 또한 당인산은 DNA와 RNA의 골격을 형성한다. 당인산 골격의 기하학적 구조는 변형된 뉴클레오타이드 근처에서 변경된다.
당인산의 예는 다음과 같다.
당인산 골격의 전자 구조[편집]
당인산 골격은 다중 전자 구조를 가지고 있으며, 전자의 비편재화는 이에 대한 이론적인 설명을 복잡하게 만든다. 전자 밀도의 일부는 전체 골격에 걸쳐 비편재화되고, 비편재화의 범위는 초공액(hyper-conjugation) 효과로 인한 골격의 입체구조에 의해 영향을 받는다. 초공액은 1,3 위치에서 편재화된 오비탈의 공여체-수용체 상호작용으로부터 발생한다.
DNA와 RNA의 포스포다이에스터[편집]
DNA와 RNA의 포스포다이에스터 골격은 각각 3' 및 5' 위치에서 인산기에 의해 결합된 디옥시리보스 또는 리보스로 구성된다. 당인산 골격은 음전하를 띠고, 친수성이기 때문에 물과 강한 상호작용을 할 수 있다.[1] 당인산 골격은 DNA와 RNA를 포함한 핵산의 구조적 틀을 형성한다.[2]
당인산은 각각 알코올 또는 헤미아세탈의 하이드록실기를 포함하는지의 여부에 따라 인산기가 에스터 결합에 의해 결합되는 탄수화물로 정의된다. 용해도, 산 가수분해 속도, 산의 강도 및 당 그룹의 공여체 역할을 하는 능력은 두 가지 유형의 당인산 분석에 필요한 물리적 특성 및 화학적 특성에 대한 지식이다. 캘빈 회로는 당인산과 밀접한 관련이 있으며, 당인산은 5탄당 인산 경로의 산화적 단계, 포도당신생합성, 해당과정의 중요한 대사 중간생성물이다. 당인산은 대사 조절 및 신호전달에 관여할 뿐만 아니라 인산 화합물들의 합성에도 관여한다.[3]
펩타이드 핵산[편집]
펩타이드 핵산(PNA)은 천연 핵산이 N-(2-아미노-에틸)-글리신 단위로 형성된 합성 펩타이드 골격으로 대체된 핵산이며, 아카이랄 및 하전되지 않은 부분에서 형성되는 당인산 골격과 함께 RNA 또는 DNA 올리고뉴클레오타이드를 모방한 것이다. 펩타이드 핵산은 살아있는 세포 내에서 분해될 수 없으며, 화학적으로 안정하고 가수분해(효소적) 분해에 내성을 갖는다.[4]
물질대사에서의 역할[편집]
당인산은 에너지를 저장하고 전달하는 일을 하며 물질대사에서 중요한 역할을 한다. 리보스 5-인산과 과당 6-인산은 5탄당 인산 경로의 대사 중간생성물이다. 5탄당 인산 경로는 포도당 중합체와 그 분해 산물로부터 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH)와 5탄당을 생성한다. 해당과정은 포도당을 피루브산으로 분해하여 에너지를 생성하는 대사 경로이다.[5] 효소들은 이러한 대사 경로의 반응들을 촉매한다. 일부 효소들은 활성 부위에 금속 이온을 포함하고 있으며, 이는 효소의 중요한 부분이자 촉매 반응을 위한 것이다. 인산기는 1,6-비스포스파테이스 및 ADP-리보스 피로포스파테이스와 같은 효소의 금속 중심에 배위결합할 수 있다.
광합성에서 캘빈 회로의 대사 중간생성물인 3-포스포글리세르산 및 몇몇 당인산들은 엽록체에서 광의존적 탄소 고정 반응을 자극한다. 이러한 능력은 알려진 대사 경로에 의해 수용되는 캘빈 회로의 대사 중간생성물들이 쉽게 유도될 수 있는 다른 대사 산물(예: 포도당 1-인산)들을 통해 공유될 수 있다.
같이 보기[편집]
각주[편집]
- ↑ “Sugar-phosphate backbone”.
- ↑ “Phosphate Backbone”.
- ↑ “Case Study: Sugar Phosphates - Methods for Analysis of Carbohydrate Metabolism in Photosynthetic Organisms - Chapter 14”. doi:10.1016/B978-0-12-803396-8.00014-4.
- ↑ Baerlocher, Gabriela M.; Lansdorp, Peter M. (2004). 〈Telomere Length Measurements Using Fluorescence In Situ Hybridization and Flow Cytometry〉. 《Cytometry, 4th Edition: New Developments》. Methods in Cell Biology 75. 719–750쪽. doi:10.1016/S0091-679X(04)75031-1. ISBN 9780125641708. PMID 15603450.
- ↑ “Coordination Chemistry of Sugar-Phosphate complexes” (PDF). 2018년 2월 7일에 확인함.
외부 링크[편집]
- 의학주제표목 (MeSH)의 Sugar+Phosphates