Protein   단백질

(2023-09-08)

콜라겐


1. 단백질 (Protein)

  ㅇ 매우 크고 복잡한 천연 고분자
     - 거대한 구 모양 또는 섬유 모양의 분자
     - 그 종류 만 수만여종이 넘음

  ㅇ 생체 분자 중 가장 넓고(융통성 있고), 매우 중요한 기능을 갖음


2. 단백질의 특징

  ㅇ 살아있는 세포에 존재

  ㅇ 생명체 조직 형성의 중요 구조물 임

  ㅇ 다양한 생체 작용을 함
     - 촉매 작용
     - 산소의 운반(헤모글로빈) 및 저장
     - 기계적 지지
     - 특정 생체 과정을 조절하는 호르몬(세포 간 신호 전달) 등

  ㅇ 인체 구성에 필요  :  (인체의 약 15% 정도)
     - 단백질 종류 : 약 10만종에 이른다고 함

  ㅇ 거대 분자 임
     - 분자 몰질량이, 6,000~1,000,000 정도인 일종의 천연 고분자

     - 다만, 그 크기는, 수 나노미터(nm) 정도로 미세함 (10 nm 이하)
        .. (통상의 광학 현미경으로는 확인 안됨)

  ㅇ 타 분자들과 상호작용이 가능토록,
     - 특유한 3차원 구조로 접혀있음


3. 단백질의 구성

  ㅇ 단백질의 원소
     - 탄소,수소,산소,질소, 그리고 기타 원소( 등)들로 구성
        . 특히, 질소 포함은 다른 영양소와 구분됨 (탄수화물,지질에는 질소가 포함 안됨)

  ㅇ 단백질의 기본 단위  :  20가지 아미노산
     - 작은 분자인 20 종류의 아미노산이라는 기초 물질들이,
     - 공유결합인, 펩티드 결합을 통해,      ☞ 펩티드 결합 (Peptide Bond) 참조
     - 곁가지 없이 사슬 처럼 길게 연결된,
     - 긴 중합체 (거대 분자)
 
  ㅇ 단백질의 기본 구조
     - 기본적으로, 아미노산이 종류별로, 일렬로 길게 사슬 처럼 늘어뜨려진 형태 (선형 중합체)
        . 아미노산 사슬의 길이는, 수십개에서 만개 정도에 이름
        . 통상, 20 종류의 아미노산이 순서 배열되어, 수백 이상의 아미노산 사슬을 형성

     * 20개 아미노산 종류별로 순서에 관계없이 연결시키는 방법은,
        . 무한대로 조합이 가능하여, 수많은 단백질이 합성될 수 있음 
           .. 즉, 아미노산의 종류, 개수, 배열 순서에 따라, 서로 다른 단백질이 만들어짐

  ㅇ 단백질은, 광범위한 작용기들을 갖음


4. 단백질의 구분

  ㅇ 기능상/구조상 구분
     - 섬유상 단백질 (fibrous protein) : 다양한 조직의 구조 형성 및 강도 유지
        . 폴리펩타이드 사슬이 나란히 연결된 필라멘트 다발 모양을 이룸
        . 질기고 에 불용성
        . 세포조직을 보호하고 강하게 하는 구조적 역할을 함
        . 例) 콜라겐, 엘라스틴 등
     - 구상 단백질 (globular protein) : 생명 유지에 필요한 각종 대사 작용 등에 참여
        . 촘촘히 감겨 공 같은 모양을 이룸
        . 용해성 있음
          .. 친수성 부위가 밖으로 향해, 조밀하게 감겨 있어, 물에 용해됨
        . 이동성이 있어서, 운반체 역할 가능 (例, 헤모글로빈)
        . 각종 효소 (例, 아밀라아제 등)

  ㅇ 접합 단백질 (conjugated protein) : (아미노산이 아닌 성분을 가지는 것)
     - 지질 단백질 (lipoprotein) : 지질이 붙어 있음
     - 당 단백질 (glycoprotein) : 당이 붙어 있음
        . 例) 프로테오글리칸(proteoglycan) 등
     - 금속 단백질 (metalloprotein) : 금속이 붙어 있음


5. 단백질의 분해, 생성, 합성

  ㅇ 단백질 분해 : 소화 효소에 의해 분해되어, 
     - 아미노산 또는 아미노산 수개 정도로 이어진, 펩티드 사슬이 됨

  ㅇ 단백질 생성 : 유전자를 바탕으로 세포 내에서 만들어짐
     - 어떤 아미노산이 어떤 순서로 연결되느냐를,
     - 유전 정보(세포 핵 속의 DNA)에 기록되어, 
     - 이에 의해 그 성질이 결정되면서 만들어짐(합성됨)

  ㅇ 단백질의 합성
     - 20종의 아미노산이 어떠한 순서로 이어지느냐에 따라 단백질의 성질이 결정되며,
        . 이렇게 아미노산의 순서를 정하는 것이 DNA정보 임
     - 예로써, 단백질은,
        . 보통 100개 이상의 아미노산으로 구성되어 있고,
        . 20종의 아미노산들의 배열 순서에 따라, 그 종류가 정해짐
        . 例) 20100 이상의 종류 가능 (☞ 중복순열 참조)
     - 단백질은, 전사와 번역의 2단계로 만들어짐
        . 전사 (轉寫) : DNA정보를 복사한 RNA라는 끈 모양의 분자를 만드는 공정
           .. 세포핵 안에서 이루어짐
        . 번역 (廳譯) : mRNA의 정보에 따라 아미노산을 붙여 나가는 공정


6. 단백질의 변성 및 응집 

  ㅇ 변성 (denaturation)
     - 단백질 구조가 물리적,화학적 요인에 의해 변형되어, 단백질 고유의 성질을 잃는 현상
        . 팹티드 결합의 분해가 아닌, 모양의 변화
     - 단백질 분자에서, 뒤틀림,회전이 일어나며, 수소결합파괴되고, 
     - 이로인해 덜 구조적,덜 치밀한 구조로 바뀌면서, 분자가 펼쳐지는 현상
     - 이때, 단백질 특성의 일부가 약해지거나 소실됨

  ㅇ 응집 (coagulation)
     - 액체 형상이, 부드러운 반 고체 응집물(고형물)으로 변화되는 것

  ㅇ 변성이 일어나는 요인들
     - 열, 냉동, 압력, 특정 화합물의 첨가, 기계적 작용 등


7. [참고사항]

  ㅇ 콜라젠, 콜라겐 (Collagen : 아교질)
     - 피부,혈관,,치아,근육,연골,힘줄결합조직을 서로 붙들어주는 구조 단백질
        . 조직의 강도와 탄력성을 유지시키는 등
     - 포유 동물인 경우, 전체 단백질의 1/3 정도

  ㅇ 케라틴 (Keratin)
     - 머리털,손톱,피부 등 상피구조의 기본을 형성하는 단백질

단백질
   1. 단백질   2. 기능 단백질   3. 아미노산   4. 펩티드 결합  


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