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앞 글에서 탄소의 3가지 주요 혼성화 유형의 혼성화 단계를 자세히 살펴보았다. 이 글에서는 혼성화 유형에 따라 어떤 공유 결합형태를 갖게 되는지 알아보고자 한다. 단일, 이중, 삼중 결합은 논리적으로 혼성화의 유형과 밀접한 관련이 있기 때문이다. 탄소는 공유 결합을 이루려 할 때, 몇 개의 결합 파트너와 결합할 것인가에 따라 자신의 2번째 껍질에 있는 s오비탈과 p 오비탈을 혼합하여 혼성 오비탈을 생성할 준비를 한다. 두 오비탈의 에너지 레벨을 동등하게 만든 후, 4개의 원자와 결합하려면 ‘sp3 혼성화’라는 과정으로 4개의 sp3 오비탈을 만들고, 3개의 원자와 결합할 때는 ‘sp2 혼성화’를 통해 3개의 sp2 오비탈을, 그리고 2개의 원자와 결합할 시에는 ‘sp 혼성화’ 방법으로 2개의 sp 혼성 ..

혼성 오비탈 이론(Hybrid Orbital Theory) 궤도(orbit)와 궤도(orbital)?궤도(orbit)란 말은 태양 주변을 일정하고 차분하게 돌고 있는 태양계를 떠올리게 한다. 한 때 전자들도 원자핵 주변을 일정한 궤도를 따라 돌고 있을 것으로 가정하였지만 이후 전자에 대한 연구가 진행되면서 전자가 가진 특이한 이중적 성격으로 전자를 일반적인 궤도라는 개념으로 규정할 수 없음이 밝혀졌다. 양자 역학의 발전과 함께 전자의 위치는 다만 전자가 있을 것으로 추축 되는 확률이 90% 이상인 공간을 함수로 계산하여 좌표에 나타내는 방식으로 발전해 왔다. 이것이 오비탈(orbital)의 개념이다. 존재할 확률이 높은 분포를 오비탈로 표현하고 그 구름 같은 공간 어디엔가 전자들이 있을 것으로 예상하는 ..

이소프렌(isoprene)?여기저기 단편적으로 알고 있던 조각들이 어느 한순간 서로 연결되면서 이해되기 시작할 때 느끼는 짜릿한 지적인 쾌감이 있다. 지질을 포괄적으로 정리하여 살펴보다 보니, 필연적으로 우리에게 뜨거운 감자와 같은 존재인 콜레스테롤도 역시 기본부터 살펴보게 되었다. 콜레스테롤이 다른 지질들처럼 지방산(fatty acids)을 그 기본 구성성분으로 하지 않고, 이소프렌(isoprene)이라는 특이한 단위로부터 출발해 생성된다는 것을 알게 되어 매우 난감했다. '이소프렌'은 참으로 생소한 개념이고 아는 바가 전무했기 때문이었다. 그런데 알고 보니 이 아주 작은 분자 단위가 레고조각처럼 모이고 모여 자연계에서 엄청나게 많은 물질들을 생성하고 있는 것이 아닌가! 우리 주변에 아주 가까운 곳에 ..

엄격한 보체 규제 및 억제숙주를 손상시킬 가능성이 조금이라도 있다면 그 어떤 생물학적 시스템도 반드시 엄격하게 규제되어야 한다. 자발적으로 시작되는 대체 경로에서 보았듯이 강력한 양성 피드백 loop로 엄청난 양의 보체가 증폭되어 활성화될 수 있다는 점을 감안해 보자면 보체 역시 신중하게 통제되어야 할 시스템임이 분명하다. 보체의 활성화는 병원체 표면에서만 일어나도록 국한되어야 하고, 그 대상 역시 병원체나 또는 제거되고 청소될 필요가 있는 손상된 숙주세포로만 제한되어야 한다.  또한, 보체 체계는 알레르기성 쇼크와 유사한 아나필락시스 상황을 초래할 수도 있는 염증성 아나필락시스 독소(Anaphylatoxin)를 그 활성화 과정에서 만들어 내기 때문에, 보체가 면역 활동을 수행하는 과정에서 정상적인 숙주..

보체의 3가지 기능숙주 방어를 위하여 보체 시스템들이 항원을 인식하는 방법과 3가지 활성화 경로를 앞 글에서 자세히 살펴보았다. 이제 그러한 과정을 통해 활성화된 보체들이 숙주 방어를 위해 어떤 구체적인 역할을 수행하는지 자세히 살펴보자. 면역계에서 이들의 기능은 크게 3가지로 구분할 수 있다. (1) 표적 병원체 세포 표면을 옵소닌화(C3b, C5b), (2) 강력한 염증성 아나필라톡신 생성으로 면역 세들을  소집하고 활성화 (C3a, C5a) , (3) 막공격복합체(MAC) 조립을 통한 표적 병원체 용해와 사멸 유발(C5b, C6 ~C9) 이 그것이다. 1. 옵소닌(opsonin)과 옵소닌화(opsonization) : C3b, C4b보체 조각들은 병원체에 결합한 항체(= 면역복합체)와 도킹을 하거나..

C3 전환효소(C3 Convertase)를 만들기까지의 3가지 cascade 경로1. 고전적 경로(classical pathway) : 선천 면역 & 적응 면역고전적 경로는 주로 2개 이상의 항원-항체 복합체(=면역복합체)에 보체 C1 복합체가 결합하면서 시작된다. 이 경우, 항체와 결합하기 때문에 적응면역에 해당한다고 할 수 있다. 5가지 항체(Ig: Immunoglobulin) 계열 중 IgM 계열의 항체와 IgG 계열의 항체만이 보체와 결합하여 보체를 활성화할 수 있다. 물론 이 경로는 항체와 상관없이 일부 병원체의 표면에 직접 결합하면서 시작할 수 있기 때문에 이 경우는 선천 면역에 기여한 다고 할 수 있다. 급성 염증이나 감염이 발생한 경우 이에 대한 급성 반응으로 생성되는 C 반응성 단백질(C..

보체?우리가 인체의 면역 체계를 주제로 논의를 하거나 관련된 주제의 글을 읽게 된다면 분명 백혈구, 자연살해세포(NK cell), 항원, 항체와 같은 개념 들은 자주 접하게 된다. 낯설지 않은 개념들이다. 정확한 정의를 똑 부러지게 내려 설명하지는 못한다 하더라도 어떤 기능을 하는지 대충은 알고 있다. 하지만 보체(complement system)라는 것을 들어본 적이 있는가? 사실 고백하건대 나에게는 무척 생소한 개념이었다. 낯선 개념이다. 솔직히 스치듯 들어본 적도 없는 것 같다. 하지만, 면역에 대한 학습을 하면서 이 보체라는 또 하나의 중요한 생물학적 방어기제를 제대로 알게 되었다. 아주아주 작은 단백질 조각들이 인체의 면역체계에서 꽤나 중요한 역할을 톡톡히 하고 있었는데, 왜 나는 이들의 존재를..

키나아제(Kinases)인산화를 정의해 보았다. 이러한 인산화를 촉매하는 효소를 키나아제라고 한다. 따라서 단백질 키나아제라는 촉매 효소를 통해 인산을 기질 단백질에 붙여 다른 단백질의 기능을 수정하는 인산화라고 할 수 있겠다. 즉, 인산화 과정에는 인산을 제공해 줄 공여체, 인산을 이동받을 기질 단백질, 그리고 이를 중재할 키나아제 효소가 등장한다. 하지만 여기에 우리는 하나 더 추가해야 할 매우 중요한 요소가 있다. 보조인자이다. 보통 마그네슘 2가의 양이온(Mg2+)으로 대표되는 금속이온이다. 이 금속이온은 인산의  이동을 용이하게 하고 ATP 결합을 안정화시키는데 매우 결정적인 역할을 한다. 물론 인산공여체는 세포 내 ATP이다. 인산화가 단백질수정 방법으로 인기가 있는 또 하나의 이유도  ATP..

인산의 화학적인 측면이제 화학적 측면에서 인을 조금 더 알아보자. 인은 생체내에서 인산(H3PO4)으로 존재한다. pH와 같은 다양한 환경에 영향을 받아 수용액 상태에서 인산은 수소양성자를 각각 하나씩 잃어 3가지 형태로 존재할 수 있다.  위와 같이 하나의 인산이 여러 형태로 존재할 수도 있고, 하나 이상의 인산들이 결합할 수도 있다. 인산들이 두 개 또는 세 개가 결합하여 이인산과 삼인산을 만든다. 아래 이미지에서는 모두 수소양성자가 그대로 모두 결합되어 있는 상태이다. 즉 아래 그림에서 수소들을 잃으면 위 그림에서 볼 수 있는 인산염의 모양이 된다.    에스터결합(Ester bond)이 시점에서 화학에서 에스터(ester)화 반응이라는 것을 잠깐 살펴볼 필요가 있다. 에스테르라고도 읽는 에스터는 ..

단백질의 인산화인이, 좀 더 정확히 표현하자면 인산이 인체내에서 발견되는 여러 지점과 역할들을 살펴보았다. 생명과 직결되는 중요한 역할과 기능을 한다는 말을 이제 충분히 이해하게 되었다. 이러한 인산의 다양한 활약중에서 이제 이미 간략히 언급된 인산화를 집중적으로 상세히 다루어 보고자한다. 세포의 신호전달과정을 공부하면서 끊임없이 나타나는 인산화가 너무나 궁금하여 더 자세히 알고 싶어졌기 때문이다. 특히 단백질의 인산화를 자세히 다루고자한다. 그리고 이를 위해 먼저 단백질에 대하여 간략하게 짚고 가보고자 한다. 단백질의 기본 구조단백질을 만드는 빌딩블록이 아미노산이다. 레고 조각들이 모여 여러가지 물체가 만들어지는 것과 비슷하다 하겠다. 아미노산에는 인체가 만들지 못하는 필수 아미노산(9개), 합성되기는..