안녕하세요,

3기 네 번째 과학리딩모임 현장스케치입니다.


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화이트보드에 지구, 사람(생명), 그리고 별(우주)'을 그리면서 강의가 시작되었습니다.

이 세 가지를 제외하고 무엇이 있을까요?


 

생명체는 태양, 대기로부터 input을 받고 탄수화물, 지질, 단백질과 철, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 칼슘, 인 등 무기염류로 구성됩니다.


탄수화물의 대표는 포도당(glucose), 지질의 대표는 지방산(fatty acid)이라고 할 수 있습니다. 지방산은 포화지방산(saturated)과 불포화지방산(unsaturated)으로 나뉘는데 오늘 강의의 50%를 차지한다고 하였습니다

내부에 이중결합이 있는 것이 불포화지방산이고, 단일결합으로만 이루어진 것이 포화지방산입니다.


 

오늘 첫 번째 프레임은 지방산(fatty acid)의 합성(동화, 환원)과 분해(이화, 산화) 과정입니다.


 

#10.


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먼저 fatty acid의 합성 과정을 살펴보면

미토콘드리아의 acetyl-CoA가 세포질(cytosol)로 옮겨지고

Acetyl-CoA malonyl-CoAACP (acyl carrier protein)와 결합하고 CoA가 떨어져 나간 후, 

이 두 가지가 결합하여 acetoacetyl-S-ACP를 형성하게 됩니다.


이후 환원, 탈수 반응을 거쳐 α, β transbutenoyl ACP가 되고 두 번째 환원 반응을 거치면

지방산 사슬이 2개씩 늘어나게 되는데이러한 cycle 7번 돌면 결과적으로 이중결합이 없고 탄소 16개의 사슬이 있는 포화지방산 palmitate가 만들어집니다.


 

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불포화지방산은 탄소 간에 이중결합이 하나 이상 있는 지방산을 말하는데, 생선이나 식물 등에 많이 함유되어 있습니다

동물과 달리 이동할 수 없는 식물이 살아가기 위한 방편으로 주위 환경의 온도가 낮아지더라도 유동성을 확보하기 위해 이중결합이 있는 불포화지방산이 많은 것이라고 합니다.

 

 

이어서 포화지방산과 불포화지방산의 분해 과정을 살펴봅니다.


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지방산이 미토콘드리아의 기질에 들어오면 β oxidation(베타 산화)이 시작됩니다.

이중결합이 없는 Palmitoyl-CoA에서 β탄소에 trans형 이중결합이 만들어져 trans Δ2 enoyl-CoA가 생성되고

여기에 H2O가 결합한 β-hydroxyacyl-CoA에서 수소가 떨어져나가 β-ketoacyl-CoA가 됩니다.

α탄소와 β탄소 사이 결합이 끊어져 acetyl-CoA형태와 myristoyl-CoA가 되고 

다시 palmitoyl-CoA에서 시작하는 cycle 7번 반복하는 것이 포화지방산의 분해 과정입니다.

 

 

점심시간


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즐거운 점심시간입니다. 오늘은 서래 쌈&판에서 점심식사를 하였습니다

조별로 앉아 고기를 구워먹으며 담소를 나누었습니다.


 


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오후 1 30, 강의가 이어집니다.

불포화지방산 분해는 이중결합을 단일결합으로 바꾸는 과정이 필요합니다.

Oleoyl-CoA에서 β oxidation 3 cycle 반복하여 3 Acetyl-CoA가 만들어져 나가고, isomerase에 의하여 cis형에서 trans형으로 전환된 후 H2O와 결합한 다음, 

포화지방산과 동일한 과정을 거쳐 Acetyl-CoA가 생성됩니다.

 


 

다음 프레임은 다시 glucose로 돌아가서 ‘5탄당 인산회로(pentose phosphate pathway)’입니다.

 

#11. 5탄당 인산회로 (Pentose phosphate pathway)


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5탄당 인산회로는 두 가지 중요한 의의를 가지는데요,

첫째는 DNA, RNA의 구성물질인 R5P를 생성하는 것이고,

둘째는 fatty acid를 합성하는데 필요한 NADPH를 대량 생성한다는 점입니다.


 

G6P에서 6-phosphogluconate를 거쳐 ribulose 5-phosphate (Ru5P)가 되고

Ru5P는 isomerase에 의하여 ribose 5-phosphate (R5P)epimerase에 의하여 Xylulose 5-phosphate (Xu5P)로 전환됩니다.

이 두 개의 5탄당으로부터 sedoheptulose 7-phosphate (S7P) glyceraldehyde 3-phosphate (G3P)가 형성되고

이 두 가지가 반응하여 fructose 6-phosphate (F6P) erythrose 4-phosphate (E4P)가 형성됩니다

그리고 E4P Xu5P로부터 F6P G3P가 합성됩니다.



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이어서 #10 에 포함되는 내용으로 fatty acid에 해당하는 palmitate, stearate, oleate, linoleate에서 total carbon 수와 이중결합 수 표시 방법, 몇 번째 carbon에 이중결합이 처음 나타나는지에 따라 Δ를 이용하여 표시하는 방법 등을 살펴보았습니다.


이어서 Docosahexaenoic acid의 분자식을 그려보았는데요, docosa는 탄소 수 22, hexa는 이중결합 6개를 의미하니, 바로 오메가-3 지방산의 일종인 ‘DHA’입니다.

쉬는 시간(coffee break)을 앞두고 caffeine 분자구조도 그려봅니다.

 

 

쉬는 시간이 되어, 간식으로 에너지를 보충하였습니다. 조동환 선생님이 빵을 준비해오셨고, 폴리아데스님도 귤, 과자 등 간식을 준비해주셨습니다.


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이후 오후 4시부터 1시간 동안 암기테스트 시간을 가졌습니다. 참가자 모두 머릿속에 있는 학습 내용을 최대한 종이에 옮기고자 애쓰는 모습입니다.


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암기테스트를 마친 후 30분 정도 정보 검색 방법에 대한 박사님 강의가 있었는데요

10초 이내에 고급 학술정보를 찾아내는 것이 관건인데 Chrome, Google image, Wikipedia 등을 이용한 검색에 대한 설명이었습니다. 핵심정보를 인출하는데 시간이 걸리면 안 된다는 것을 강조하였습니다.

또, 여러 가지 예를 들면서 신체는 실험 대상으로서, 새로운 습관을 만드는 것을 습관화하자고 하였습니다.


 

이어서 오늘 마지막 프레임 강의가 이어졌습니다.



#12. Ornithine cycle 


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NH3CO2로부터 carbamoyl phosphate가 형성되고

carbamoyl기가 ornithine과 합쳐져 citrulline이 형성됩니다.

citrulline aspartate와 합쳐져 argininosuccinate를 형성하고,

argininosuccinatearginine fumarate로 분해되며,

arginine은 요소(urea) ornithine으로 가수분해되고,

ornithine이 다시 미토콘드리아로 운반되어 다음 회로가 시작되며, 요소는 배출되는 회로입니다.

요소 회로라고도 하는 이 회로는 TCA 회로와 연결되니, 공부하면 효용성이 큰 내용으로 프레임에 포함됩니다.



강의가 끝나고 오후 6시가 약간 넘어, 둘러 앉아 이야기하는 시간을 가졌습니다.

먼저 암기테스트 제출한 것을 확인하였습니다.

 

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오늘도 방혜욱 회원이 제출한 것을 보고 모두 놀랐는데요, 지난 1, 2, 3차 때 학습한 프레임 9개를 전부 암기하여 적어 제출한 것입니다

박사님은 이번 모임에 박사, 교수도 많지만, 생화학과 관련없는 건축학 전공인 방혜욱 회원이 제일 잘 하는 것을 보고 공부하는데 전공(배경지식)은 관계없다는 것을 강조하였습니다.


 

아는 것과 끝까지 아는 것은 다르다는 게시판 회원 글을 주제로 보충 설명이 있었습니다.

그리고 '기억의 생성 활용 편집'에 대해서도 이야기하였는데요,

기억 생성에 10년이 걸리고, 이를 활용하는데 5년 이상이 소요되며, 그 다음 단계로 편집, 변형할 수 있게 되는데 이것이 바로 '창의성'이라고 하였습니다.


또, 많은 회원들이 현업으로 인하여 공부할 시간이 부족하다고 느낄 수 있는데, ‘알아야겠다는 강한 욕망, 간절한 마음, 절박한 상황이 공부의 승패를 가르는 것이니

공부해야 된다는 생각을 항상 하는 것이 중요하다고 하였습니다.


공부는 사전지식이 없어도 되는 것이며, 자기식으로 해석하고자 하는 것보다는 기계적으로 하는 것이 제일 빠르다고 합니다그리고 기초부터 닦는 방법보다는, 가장 중요한 핵심과 어려운 것을 돌파하는 것이 오히려 빠른 길이라고 하였습니다.



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이어서 지난 겨울 과학리딩모임 때 반장을 맡았던 최병관 회원이 지난번에 했던 것처럼 이번에도 10주 간의 강의 후 진행될 학습 기억 발표대회 참가여부를 정하여 선언하면 좋겠다는 발언을 하여, 조별 모임 때 참가 신청을 받기로 하였습니다.



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6개 조 모임을 가진 후 조선옥에서 저녁식사를 하고 오후 8시경 과학리딩모임을 마쳤습니다.

그럼, 2 4일 다음 과학리딩모임에서 뵙겠습니다.