레닌저 생화학 제7판 1, 2장 요약, 정리

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레닌저 생화학 제7판 1, 2장 요약, 정리에 대한 보고서 자료입니다.

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르발스 반지름이 있으며, 그것은 원자가 다른 원자에 접근하는 것을 허용하는 거리의 척도가 된다.
(8) 약한 상호작용은 거대 분자의 구조와 기능에 중요하다
- 비공유결합성 상호작용(수소결합, 이온결합, 소수성, 반데르발스 상호작용)은 공유결합보다 훨씬 약하다.
- 4가지 형태의 결합은 개별적으로는 공유결합에 비하면 약하지만 그 수가 많기 때문에 단백질과 핵산에 미치는 영향력이 매우 크다.
(9) 용질은 수용성 용액의 총괄성 특성에 영향을 준다
- 총괄성(“함께 결합한”) 특성: 용매인 물의 수증기압, 끓는점, 녹는점(어는점), 삼투압의 물리적 특성
- 물의 총괄성 특성에 대한 용질의 농도의 효과는 용질의 화학적 특성과 관계없고 오로지 주어진 양의 물에서 용질 입자(분자, 이온)의 숫자에 좌우된다.
- 삼투압 (i: 반트호프 계수, 용질이 2개 또는 그 이상의 이온으로 해리되는 정도)
- 오스몰농도(osmolarity): ic
- 삼투(osmosis): 삼투압의 차이로 인해 반투과막을 통과하는 물의 이동
- 등장액(isotonic): 동일한 오스몰 농도의 용액
- 고장액(hypertonic) 속에서 세포는 물이 흘러 나감에 따라 쪼그라든다.
- 저장액(hypotonic) 속에서는 세포가 부풀어 터지고 만다.
- 세균과 식물은 매우 단단하면서 팽창하지 않는 세포벽이 삼투압을 막을 수 있는 강도로 원형질막을 둘러싸고 있어서 삼투성 용해를 방지한다.
1.2 물, 약산 그리고 약염기의 이온화
(1) 순수한 물은 약하게 이온화된다
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- 물에서 형성된 수소이온은 즉시 하이드로늄 이온(hydronium ion, )으로 수화된다.
- 평형상수
- 평형상수는 특정한 온도에서 일정하며 어떤 화학 반응에 대해서도 고유하다. 또한 반응물과 생성물의 초기 양에 관계없이 그 반응의 최종 평형 혼합물의 조성을 결정하게 된다.
(2) 물의 이온화는 평형상수로 나타낸다
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- (: 25℃에서 물의 이온곱)
(3) pH 값은 과 농도를 나타낸다
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- pH는 산술적이 아니라 대수적이라는 점에 특히 주의를 해야 한다.
- 정상 혈장 pH: 7.4
(4) 약산과 약염기는 특징적인 해리 상수를 가지고 있다
- 산은 양성자 주개, 염기는 양성자 받개라고 정의한다. 어떤 양성자 주개와 그것에 대응하는 양성자 받개는 짝산-염기쌍(conjugate acid-base pair)을 구성한다.
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- : 이온화 상수 또는 산 해리 상수
- 양성자를 해리하는 경향이 강할수록 산은 강해지고 그 는 작아진다.
(5) 적정곡선은 약산의 를 나타낸다
- 적정: 어떤 용액에 들어있는 산의 양을 정량하기 위하여 사용된다.
- 일정 양의 산을 농도를 정확하게 알고 있는 강염기, 일반적으로 수산화나트륨() 용액으로 적정한다.
- 적정곡선(titration curve): 중화점에 도달할 때까지 첨가된 의 양에 따르는 용액의 pH를 표시한 그림, 이 곡선으로부터 약산의 를 알 수 있다.
2.3 생물계의 pH 변화에 대한 완충 작용
(1) 완충액은 약산과 그 짝염기의 혼합물이다
- 완충액(buffer): 소량의 산() 또는 염기()가 첨가되었을 때 pH 변화에 저항하는 경향을 가진 수용액
- 완충 영역: 약산의 범위, 적정곡선에서 비교적 평탄한 기울기를 갖는 영역
(2) 헨더슨-하셀발흐식은 pH, 그리고 완충제 농도의 관계를 나타낸다
- 모든 약산의 적정곡선은 헨더슨-하셀발흐식에 의해서 표현된다.
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- 헨더슨-하셀발흐식으로,
① 주어진 pH와 양성자 주개와 양성자 받개의 몰 비로부터 값을 계산할 수 있고,
② 주어진 와 양성자 주개와 양성자 받개의 몰 비로부터 pH를 계산할 수 있으며,
③ 주어진 pH와 로부터 양성자 주개와 양성자 받개의 몰 비를 계산할 수 있다.
(3) 약산 또는 약염기는 pH 변화에 대해서 세포와 조직에 완충 작용을 한다
- 2가지의 특별히 중요한 생물학적 완충계는 인산염과 중탄산염계이다.
① 인산염 완충계: 모든 세포의 세포질에서 작용한다.
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- 의 6.86에 가까운 pH에서 최대의 완충능을 나타낸다. (5.9~7.9)
② 중탄산염계: 혈장의 주요한 완충계
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- pH 7.4 근처에서 효과적인 생리적 완충작용을 갖는다.
(4) 당뇨병을 방치하면 치명적인 산증을 일으킨다
- 사람 혈장은 정상적으로 pH가 7.35에서 7.45를 갖는데, 혈액의 많은 효소들은 이 영역 내에서 최대 활성을 발휘하도록 설계되었다. (효소는 최적 pH에서 최대 촉매활성을 나타낸다.)
- 치료되지 않은 당뇨병 환자는 인슐린 부족 혹은 인슐린 저항성으로 혈액으로부터 조직으로 포도당을 흡수하는 데 장해가 생기고 조직이 저장된 지방에 의존한다. 그 결과, 고농도의 두 카복실산인 -하이드록시부틸산과 아세토아세트산이 축적된다. 이 산들의 해리는 혈장의 pH를 7.35 미만으로 떨어뜨려 산증을 유발한다.
- 금식과 기아는 저장된 지방산을 쓰게 만들어 당뇨병과 같은 결과를 낸다. 매우 심한 운동, 신부전, 폐질환 등도 산증을 유발할 수 있다.
2.4 반응물로 작용하는 물
- 물은 세포에서 화학반응이 일어나기 위한 용매로서만 아니라, 흔히 직접적인 반응 참여자가 되는 경우가 많다. ex. 축합 반응(condensation reaction), 가수분해 반응(hydrolysis reaction), 산화-환원 반응
2.5 생물을 위한 물 환경의 적합성
- 물의 높은 비열은 세포와 조직에 매우 유용하다. 물이 “열의 완충액”으로 작용하여 체온을 비교적 일정하게 유지할 수가 있다.
- 물의 높은 기화열이 땀을 통한 과잉 체열의 방출 수단으로 이용되고 있다.
- 액체인 물에서 수소결합에 의하여 생긴 고도의 내부 응집력은 식물의 증산과정을 통해서 용해된 영양물을 뿌리에서 잎으로 운반하는 데 이용되고 있다.
- 얼음은 액체인 물보다 밀도가 낮다. 연못은 위에서부터 밑으로 얼어가고 위쪽의 얼음 층은 아래쪽의 물을 찬 외기로부터 차단해서 그 연못이 고체 상태로 어는 것을 막아주고 있다.
- 세포의 거대분자, 특히 단백질과 핵산에 있는 여러 중요한 물리학적이고 생물학적인 성질이, 주위의 매질인 물 분자와의 상호작용으로부터 파생된다.

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