다음의 유기산중 TCA 경로를 경유하지 않고 생성되는 물질은?
- Citric acid
- Succinic acid
- Malic acid
- Acetic acid
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 어떤 유기산이 TCA 회로를 경유하지 않고 생성되는지를 묻고 있다. 아세트산은 TCA 회로의 중간체가 아니며 해당 회로 밖의 대사 경로로부터 유래하는 물질이다.
아세트산은 TCA 회로 외부의 대사 경로를 통해 생성되는 유기산이다.
개념 한 쪽
바이오화학제품제조기사 생합성대사(아미노산, 지질,핵산) — 전분 분해 효소·성장곡선·Monod식
미생물의 대사와 성장에는 특정한 효소 작용과 단계적 산화 경로, 성장 단계에 따른 대사 산물 생성 패턴이 연관된다. 전분 분해 효소의 기질 특이성과 작용 위치, 에탄올의 산화 단계 수, 성장 곡선에서 정지기의 특징, Monod 식의 활용과 관련된 기초 개념을 숙지한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「생합성대사(아미노산, 지질,핵산)」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 전분 분해 효소 구별 | 1 | 효소의 작용 위치와 α-1,6 결합 처리 능력으로 알맞은 효소를 고르기 |
| 산화 단계 수 판단 | 1 | 에탄올이 초산으로 바뀔 때 중간 경로와 단계 수를 판정하기 |
| TCA 경로 여부 판별 | 1 | 제시된 유기산이 TCA 회로의 중간체인지 회로 외 물질인지 가리기 |
뜻
전분을 분해하는 효소들은 작용 위치와 결합 종류에 따라 기능이 구분된다. α-아밀레이스는 전분 내부의 결합을 절단하는 내컷 효소이고, β-아밀레이스는 비환원 말단에서 말로스 단위로 잘라내는 작용을 수행하나 분기점의 α-1,6 결합은 처리하지 못한다. 글루코아밀레이스는 비환원 말단에서 포도당을 한 단위씩 떼어내는 작용을 하며 α-1,6 결합도 가수분해할 수 있는 능력을 겸비한다.
에탄올이 초산으로 전환되는 과정은 생화학적으로 중간에 아세트알데하이드를 거치는 단계적 산화 경로를 따른다. 글루코노박터와 같은 미생물은 에탄올을 아세트알데하이드로 산화시키는 단계와, 아세트알데하이드를 초산으로 산화시키는 단계를 각각 촉매하여 총 두 번의 산화 과정이 발생한다.
미생물의 성장 곡선은 지연기, 대수기, 정지기, 사멸기의 순으로 전개된다. 정지기에서는 세포 분열 속도와 사멸 속도가 거의 같아 순성장속도(net growth rate)가 0이 되며 이때 이차대사물이 생성·축적되는 경향이 있다. 대수성장기에서는 미생물이 유전적으로 정해진 최대 비성장속도(μmax)에 도달하여 기질 농도가 포화 상태라면 추가적인 기질 증가가 성장속도를 증가시키지 않는다.
Monod 식은 비성장속도 μ와 기질 농도 S의 관계를 μ = μmax·S/(Ks+S)로 나타내어 기질 제한성 성장을 서술한다. 여기서 Ks는 μ가 μmax의 절반이 될 때의 기질 농도로 정의되며 Monod 식에 비율을 대입하면 기질 농도와 Ks의 비를 계산할 수 있다.
생장수율(Yx/s)은 소비된 기질 1 g 당 생성된 균체량을 나타내는 지표로, 호기성 조건에서 포도당을 탄소원으로 사용하는 일반적인 효모와 박테리아의 값은 0.4~0.6 g/g 범위를 보인다. 이 값은 기질 일부가 에너지 생산으로 소모되고 일부가 세포 합성에 사용되는 결과이다.
예제
Monod 식 문제 예시로, 비성장속도가 μmax의 0.8일 때 S/Ks를 구한다. Monod 식 μ=μmax·S/(Ks+S)에 μ=0.8μmax를 대입하면 0.8 = S/(Ks+S)가 되고 이를 정리하면 S/Ks = 4가 된다. 이 계산은 Monod 식에 비율을 대입해 변수 간 비율을 구하는 전형적 풀이 방식이다.
전분 분해 효소 구분 문제 예시로, 말단에서 포도당 단위체를 하나씩 떼어내고 α-1,6 분기 결합도 가수분해하는 효소를 묻는 경우 글루코아밀레이스를 정답으로 판별한다. 선택지를 비교할 때는 작용 위치(내부 절단 vs 말단 절단)와 분기점 처리 능력을 기준으로 삼는다.
에탄올을 초산으로 전환하는 산화 단계 수 문제 예시로, 에탄올→아세트알데하이드→초산의 순서로 두 단계의 산화가 일어남을 근거로 2단계라는 판단을 내린다. 글루코노박터의 효소가 이 두 단계를 촉매한다는 점을 확인한다.
대표 기출 3문항
전분 가수분해 과정에서 맨 끝 비환원 말단으로 부터 glucose 단위체를 떨어뜨리는 작용을 하고 α-1,6 글리코시딕 결합에도 작용을 하는 효소는?
- α-Amylase
- β-Amylase
- Pullulanase
- Glucoamylase
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문항은 전분 분해에서 말단 비환원 말단으로부터 포도당을 떼어내고 분기점(α-1,6 결합)도 절단할 수 있는 효소를 묻고 있다. 이런 두 가지 작용을 모두 수행하는 효소는 글루코아밀레이스이다.
말단 글루코스 제거와 α-1,6 결합 가수분해를 모두 수행하는 효소는 글루코아밀레이스이다.
Gluconobacter 를 이용하여 에탄올로부터 초산을 생산하고자 한다. 이 때 산화과정이 몇 번 일어나는가?
- 1번
- 2번
- 3번
- 4번
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 Gluconobacter가 에탄올을 초산으로 산화할 때 몇 번의 산화 단계가 일어나는지를 묻고 있다. 에탄올은 먼저 아세트알데하이드로 1차 산화되고, 이어서 아세트알데하이드가 초산으로 2차 산화되므로 총 두 번의 산화 단계가 필요하다.
에탄올(C₂H₅OH)에서 초산(CH₃COOH)로의 산화는 하이드록실기(-OH)가 카르복실기(-COOH)로 변하는 1단계 산화다.
자주 묻는 물음
- 전분 분해 효소들은 어떻게 구분하나?
- 효소는 작용 위치와 결합 종류에 따라 구분한다. α-아밀레이스는 내부 결합을 절단하고, β-아밀레이스는 비환원 말단에서 말로스 단위로 자르며 α-1,6 결합을 분해하지 못한다. 글루코아밀레이스는 비환원 말단에서 포도당을 한 단위씩 떼어내고 α-1,6 결합도 가수분해할 수 있다.
- 에탄올에서 초산으로 전환될 때 산화 단계는 몇 번인가?
- 에탄올은 먼저 아세트알데하이드로 산화되고, 이어서 아세트알데하이드가 초산으로 산화되므로 총 두 번의 산화 과정이 발생한다.
- 정지기와 대수기에서의 대사 특징은 무엇인가?
- 정지기에서는 세포 분열과 사멸이 평형을 이루어 순성장속도가 0이며 이차대사물이 생성·축적되는 경향이 있다. 대수기에서는 미생물이 유전적으로 정해진 최대 비성장속도에 도달하므로 기질 농도 증가가 성장속도를 더 이상 높이지 못하는 상태가 된다.
이 개념 문제 10개 풀기 회원용
바이오화학제품제조기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.