면역

2020. 3. 20. 16:48

시작 물질: 생명의 화학 원소

산소(Oxygen), 탄소(Carbon), 수소(Hydrogen), 질소(Nitrogen), 칼슘(Calcium), (Phosphorus)의 6가지 원소들은 사람의 세포를 포함한 살아있는 세포 질량의 약 99%를 차지한다. 인체의 대부분을 구성하는 6가지 주요 원소 외에도, 사람은 18가지 이상의 미량 원소들을 필요로 한다.

 

201 Elements of the Human Body.02.svg 원소(Element) 기호(Symbol) 신체(%)
Oxygen(산소) O 65.0
Carbon(탄소) C 18.5
Hydrogen(수소) H 9.5
Nitrogen(질소) N 3.2
Calcium(칼슘) Ca 1.5
Phosphorus(인) P 1.0
Potassium(칼륨) K 0.4
Sulfur(황) S 0.3
Sodium(나트륨) Na 0.2
Chlorine(염소) Cl 0.2
Magnesium(마그네슘) Mg 0.2
기타(Others)

< 1.0

인체를 구성하고 있는 주요 원소의 비율(질량 기준)


생체분자의 4가지 주요 부류는 탄수화물, 지질, 단백질, 핵산이다.[34] 많은 생물학적 분자(생체분자)들은 중합체이다. 단위체는 중합체로 알려진 큰 고분자를 생성하기 위해 서로 연결되어 있는 상대적으로 작은 분자들이다.


 지구 상에는 다양한 종류의 탄수화물들이 존재한다. 탄수화물은 에너지 저장에 사용될 뿐만 아니라 세포와 세포 사이의 상호작용 및 세포 신호전달에 중요한 역할을 한다.

 

 

N=일종의 신호전달 물질로서 면역 작용, 혈관 확장 및 신호 전달

  1. 2.1.혈관 이완 작용2.2.신경전달물질,  2.3.면역 방어 작용

산화질소의 작용은 매우 광범위하여 인슐린 분비, 기도 확장, 혈압 조절, 조혈 작용과 신경 발달 등에도 기여할 수 있다.


혈관 이완 작용

특히 산화질소는 혈관의 확장을 통한 혈류의 공급을 원활하게 하며 혈압을 낮춘다. 산화질소는 혈관 평활근 수축을 억제하고 혈소판 응집과 백혈구의 혈관 부착 등을 감소시킴으로써 혈관의 항상성 유지에 기여한다. 동맥경화증, 당뇨병, 고혈압 환자들은 산화질소 경로가 손상되어 있다는 보고가 있다. 한편 산화질소는 낮은 혈류 공급에 의한 손상으로부터 조직을 보호하기도 한다.


신경전달물질

산화질소는 소화기 계통과 발기 조직의 평활근 질소활성뉴론(nitrergic neurons)에서 중요한 신경전달물질로도 기능한다.


면역 방어 작용

산화질소는 면역계에서도 매우 중요한 방어 기작에 기능하며 면역세포의 다양한 활성을 매개한다. 대식세포는 미생물 침입이나 외부 자극에 노출되면 방어기작으로 산화질소를 합성하는 효소(iNOS)를 활성화하여 산화질소 분비를 촉진한다.

 

이때 산화질소 생성을 위해서는 인터페론-γ (IFN-γ)와 종양괴사인자(TNF, tumor necrosis factor) 등의 협력이 필요하다. 분비된 산화질소는 자유라디칼로 작용하여 대식세포나 호중구(neutrophil) 내

 

감염된 세균이나 숙주세포 내 기생균 특히 레쉬마니아(Leishmania)와 말라리아 등에도 방어작용을 나타낸다. 산화질소는 감염된 미생물 뿐 아니라 암세포까지 사멸시킬 수 있다고 보고되었다.


1992년도 신경과학, 생리학과 면역학 분야에서 산화질소의 중요성이 인정되어 당해년도의 분자('Molecule of the Year')로 선정되었으며 1998년도에는 순환기계 신호전달분자로서의 산화질소 발견에 대한 공로로 노벨생리의학상이 수여되었다.


아르기닌(Arginine), 산화질소 합성효소(Nitric oxide synthaese), 질소 산화물(Nitrogen oxide)

산화질소 [Nitric oxide] (분자·세포생물학백과)

 

핵산[편집]

<nowiki />이 부분의 본문은 핵산, DNA, RNA, 및 뉴클레오타이드입니다.
중합체인 디옥시리보핵산(DNA) 및 DNA의 단량체인 디옥시리보뉴클레오타이드의 구조


핵산세포핵에서 주로 발견되는 생명활동에 필수적인 생체고분자이다. 핵산은 모든 살아있는 세포바이러스에서 유전 정보를 전달할 수 있는 복잡한 고분자량의 생화학적 거대 분자이다.[2] 핵산은 뉴클레오타이드단위체로 하는 중합체이다. 뉴클레오타이드는 핵염기(퓨린 계열 염기 또는 피리미딘 계열 염기), 5탄당, 인산의 세 가지 성분으로 구성된다.[49]

핵산세포핵에서 주로 발견되는 생명활동에 필수적인 생체고분자이다. 핵산은 모든 살아있는 세포바이러스에서 유전 정보를 전달할 수 있는 복잡한 고분자량의 생화학적 거대 분자이다.[2] 핵산은 뉴클레오타이드단위체로 하는 중합체이다. 뉴클레오타이드는 핵염기(퓨린 계열 염기 또는 피리미딘 계열 염기), 5탄당, 인산의 세 가지 성분으로 구성된다.[49]

일반적인 핵산의 구성 성분의 구조적 요소. 이들은 적어도 하나 이상의 인산기를 포함하고 있기 때문에 뉴클레오사이드 일인산, 뉴클레오사이드 이인산, 뉴클레오사이드 삼인산으로 표시된 화합물들은 모두 뉴클레오타이드(인산이 없는 것은 뉴클레오사이드)이다.


가장 일반적인 핵산은 디옥시리보핵산(DNA)과 리보핵산(RNA)이다.[50] 각 뉴클레오타이드의 당과 인산은 서로 결합하여 핵산의 골격을 형성하고, 핵염기의 서열은 정보를 저장한다. 가장 일반적인 핵염기는 아데닌, 사이토신, 구아닌, 티민, 유라실이다. 핵산의 각 가닥의 핵염기들 사이에서 상보적인 염기쌍이 형성된다. 아데닌은 티민, 유라실과 수소 결합을 형성하고, 구아닌은 사이토신과 수소 결합을 형성한다.

 

세포의 유전 물질을 형성하는 것 외에도, 뉴클레오타이드는 모든 생명체에서 발견되는 주요 에너지 운반 분자인 아데노신 삼인산(ATP)을 형성할 뿐만 아니라 2차 전달자 역할을 한다.[51] DNARNA에서 발견되는 핵염기는 서로 다른데, 아데닌, 사이토신, 구아닌은 DNA와 RNA에서 모두 발견되는 반면, 티민은 DNA에서만 발견되고, 유라실은 RNA에서만 발견된다.

 

 ATP 생성효소를 통해 ATP로 전환된다. 포도당 1분자가 세포 호흡에 사용되면, 해당과정에서 기질수준 인산화로 2ATP, 시트르산 회로에서 기질수준 인산화로 2ATP, 산화적 인산화에서 28ATP(NADH당 2.5ATP, FADH2당 1.5ATP)가 합성되므로, 총 32ATP가 생성된다.


*nitrogenous base

질소염기(). 양자() 수용체로 작용하는 방향족질소함유분자(). 예컨대 푸린과 피리미딘.

 nitrogenous base (이우주 의학사전, 2012. 1. 20., 이우주, 연세대학교 의과대학 약리학교실)

 

지질[편집]

<nowiki />이 부분의 본문은 지질, 글리세롤, 및 지방산입니다.

일반적인 지질의 구조. 상단에 콜레스테롤올레산이 위치해 있다.[38] 가운데에는 글리세롤올레오일, 스테아로일, 팔리토일 사슬이 결합한 트라이글리세라이드가 있다. 아래쪽에는 일반적인 인지질포스파티딜콜린이 있다.[39]

단백질[편집]

<nowiki />이 부분의 본문은 단백질아미노산입니다.

왼쪽에 아미노기가 있고 오른쪽에 카복시기가 있는 α-아미노산의 일반적인 구조


 아미노기와 카복시기는 생리적인 조건 하에서는 –NH3+ 와 –COO 로 존재한다.
하나의 아미노산의 아미노기의 질소와 다른 하나의 아미노산의 카복실기의 탄소가 펩타이드 결합에 의해 연결된다.

일반적인 아미노산 (1) 중성 형태, (2) 생리학적 조건에서 존재하는 아미노산 (3) 다이펩타이드로 결합된 아미노산



 항체는 N-말단 도메인의 차이에 기초한 변형을 통해 특이적이게 된다
가장 중요한 단백질은 효소이다. 살아있는 세포의 거의 모든 반응에는 반응의 활성화 에너지를 낮추기 위한 효소가 필요하다. 효소는 기질이라고 불리는 특정 반응물 분자를 인식한 다음 반응을 촉매한다

자발적으로 반응이 완료되는데 3,000년이 걸릴 반응은 효소 반응으로 1초도 채 걸리지 않을 수 있다. 효소 자체는 반응에서 소모되지 않으며, 다음 반응에서 재사용된다. 다양한 작용기를 사용하여 효소의 활성을 조절하고, 세포 전체의 생화학적 조절을 가능하게 한다.

비슷한 과정이 단백질 분해에 사용된다. 단백질은 먼저 구성 성분인 아미노산으로 가수분해된다. 혈액 중에 암모늄 이온(NH4+)으로 존재하는 유리 암모니아(NH3)는 생명체에 독성을 나타낸다. 따라서 질소 노폐물을 배설하기 위한 적절한 방법이 존재해야 한다.

 

 

 

포스파티딜콜린의 콜린부위에 N[질소]를 미토콘드리아가 분리하여 뇌에너지로 사용하지요, 아세틸과 결합하여 아세틸콜린으로 합성합니다. 콜린은 인체에 다양한 용도로 사용합니다. 위의 설명말고도요, DNA 만드는 핵산에도 콜린이 사용되죠,

 

두번째 인산[P]도 미토콘드리아가 분리하여 세포들의 에너지 ATP, GTP, DNA 만드는 핵산에도 인산이 사용되죠 인체에 다양한 용도로 사용합니다.  위의 설명말고도요

 

셋번째 탄소[C]는 ???나중에