차례
핫토픽 HT1
유방암의 유전학 HT2
줄기세포: 과학과 정치 HT5
행복함과 우울함의 과학 HT10
인간 대 독감 HT15
말라리아 HT18
노화-생화학적인 젊음의 샘을 찾기 HT22
단백질과 자석: 생화학에서의 핵자기공명 HT26
G-단백질 연관 수용체 HT30

1장 생화학과 세포의 구성 1
1-1 기본 주제 1
1-2 생화학의 화학적 본질 2
1-3 생물학의 시작: 생명의 기원 4
지구의 나이 4
생체분자 7
분자에서 세포로 11
1-4 가장 큰 생물학적 차이점?원핵생물과 진핵생물 15
1-5 원핵세포 16
1-6 진핵세포 17
1-7 원핵생물과 진핵생물을 어떻게 분류하는가? 20
1.1
생화학과의 접목 | 극한미생물: 생명공학산업의 보물창고 21
1-8 생화학 에너지론 23
1-9 에너지와 변화 25
1-10 생화학반응에서 자발성 25
1-11 생명과 열역학 26
1.2
생화학과의 접목 | 반응 예측하기 27
요약 28
중요 복습 문제 29
참고문헌 31

2장 물: 생화학반응의 용매 33
2-1 물과 극성 33
물의 용매 특성 34
이온결합 34
염교 34
이온-쌍극자 상호작용 34
반데르발스 힘 35
쌍극자-쌍극자 상호작용 36
쌍극자-유도쌍극자 상호작용 36
유도쌍극자-유도쌍극자 상호작용 36
2-2 수소결합 38
생물학적으로 중요한 기타 수소결합들 41
2.1
생화학과의 접목 | 기초 화학이 생명에 영향을 미치는 방식: 수소결합의 중요성 41
2-3 산, 염기, pH 41
2-4 적정곡선 45
2-5 완충용액 48
2.2
생화학과의 접목 | 완충용액 고르기 52
2.3
생화학과의 접목 | 혈액 완충작용의 몇 가지 생리학적 결과 55
2.4
생화학과의 접목 | 젖산?항상 나쁜 건 아니다 55
요약 56
중요 복습 문제 57
참고문헌 58

3장 아미노산과 펩타이드 59
3-1 아미노산은 3차원 세계에 존재한다 59
3-2 각각의 아미노산들: 그 구조와 성질 60
드문 아미노산 65
3-3
아미노산은 산과 염기 두 가지로 모두 작용할 수 있는가? 66
3-4 펩타이드 결합 69
3-5 생리활성이 있는 작은 펩타이드들 71
3.1
생화학과의 접목 | 펩타이드 호르몬?작지만 효과가 큰 물질 72
요약 72
중요 복습 문제 73
참고문헌 74

4장 단백질의 3차 구조 75
4-1 단백질 구조와 기능 75
4-2 단백질의 1차 구조 76
4-3 단백질의 2차 구조 76
단백질 골격의 주기적인 구조 77
규칙적인 구조 내의 불규칙성 80
초2차 구조와 도메인 80
콜라젠 3중나선 83
두 종류의 단백질 입체구조: 섬유상과 구형 84
4-4 단백질의 3차 구조 85
3차 구조에 관여되어 있는 힘 85
마이오글로빈: 단백질 구조의 일례 88
변성과 재접힘 90
4-5 단백질의 4차 구조 91
헤모글로빈 91
헤모글로빈 기능에 수반되어 일어나는 입체구조의 변화 94
4.1
생화학과의 접목 | 겸상적혈구빈혈증 96
4-6 단백질 접힘의 역학 97
소수성 상호작용: 열역학에서의 사례 연구 98
올바른 접힘의 중요성 100
단백질-접힘 샤프론 101
4.2
생화학과의 접목 | 단백질 접힘 질병 102
요약 104
중요 복습 문제 105
참고문헌 106

5장 단백질의 정제 및 특성 규명 기술 107
5-1 세포에서 순수한 단백질 추출하기 107
5-2 칼럼 크로마토그래피 108
5-3 전기영동 116
5-4 단백질의 1차 구조 결정하기 117
단백질을 펩타이드로 절단하기 119
펩타이드의 서열 결정: 에드만 방법 121
5-5 단백질 확인 기술 124
5.1
생화학과의 접목 | 질량분광분석법의 위력 124
효소-연계 면역흡착제 검정법(ELISA) 125
웨스턴 블롯 125
단백질 칩 128
5-6 단백질체학 128
요약 129
중요 복습 문제 130
참고문헌 132

6장 단백질의 작용 양상: 효소 133
6-1 효소는 효율적인 생체 촉매이다 133
6-2 반응속도론 대 열역학 133
6.1
생화학과의 접목 | 질병의 표지로서의 효소 136
6-3 효소 반응속도론 식 136
6-4 효소-기질 결합 138
6-5
효소반응속도론에 대한 미케일리스-멘텐 방식의 접근법 140
6.2
생화학과의 접목 | 샴페인이 맛있는 건 효소 덕분이다 146
6.3
생화학과의 접목 | 반응속도론 자료로부터 얻는 실용적인 정보 147
6-6 효소-촉매 반응의 예 148
6-7 효소 저해 149
6.4
생화학과의 접목 | AIDS 치료에서의 효소 저해 155
요약 155
중요 복습 문제 156
참고문헌 158

7장
단백질의 작용 양상: 효소, 메커니즘, 조절 159
7-1 알로스테릭 효소의 작용 양상 159
7-2
알로스테릭 효소에 대한 일치형 모델과 순차적 모델 163
7.1
생화학과의 접목 | 알로스테리즘: 제약회사들은 이 개념을 활용하고 있다 167
7-3 인산화에 의한 효소활성의 조절 168
7.2
생화학과의 접목 | 어떤 고대의 약은 그 약효가 단백질 인산화효소를 촉진시킴으로써 생기는 것이다 170

7-4 자이모젠 170
7-5 활성부위의 본질 172
7.3
생화학과의 접목 | 효소 족: 프로티에이스(단백질분해효소) 174
7-6 효소 메커니즘에 관여되어 있는 화학반응들 178
7-7 활성부위와 전이상태 180
7-8 보조효소 182
7.4
생화학과의 접목 | 코카인에 대한 촉매항체 183
7.5
생화학과의 접목 | 청정 화학을 위한 촉매제 186
요약 186
중요 복습 문제 187
참고문헌 188

8장
지질과 단백질이 생체막에 결합되어 있다 189
8-1 지질의 정의 189
8-2 각종 지질의 화학적 성질 190
8-3 생체막 196
8.1
생화학과의 접목 | 버터 대 마가린?어느 것이 더 건강에 좋을까? 200
8.2
생화학과의 접목 | 약물 전달에서의 막 201
8-4 막단백질의 종류 202
8-5 막 구조의 유동-모자이크 모델 204
8-6 막의 기능 205
8.3
생화학과의 접목 | 지질방울은 단순히 커다란 지방 덩어리가 아니다 209
8-7 지용성 비타민과 그 기능 210
비타민 A 211
8.4
생화학과의 접목 | 시각작용은 위대한 화학반응이다 212
비타민 D 213
비타민 E 214
비타민 K 215
8-8 프로스타글란딘과 류코트라이엔 216
8.5
생화학과의 접목 | 왜 연어를 더 많이 먹어야 하나? 218
요약 219
중요 복습 문제 220
참고문헌 221

9장
핵산: 구조가 정보를 전달하는 방법 223
9-1 핵산 구조의 단계 223
9-2 폴리뉴클레오타이드의 공유결합 구조 224
9.1
생화학과의 접목 | 당신 유전자의 주인은 누구인가? 228
9-3 DNA의 구조 229
9.2
생화학과의 접목 | 인간 유전체 사업: 보물인가, 판도라의 상자인가? 237
9-4 DNA의 변성 238
9-5 RNA의 주요 종류와 그 구조 239
9.3
생화학과의 접목 | 일란성 쌍둥이가 똑같지 않은 이유는? 245
9.4
생화학과의 접목 | 합성 유전체를 만들어내다 246
요약 247
중요 복습 문제 247
참고문헌 248

10장 핵산의 생합성: 복제 249
10-1 세포에서의 유전정보의 흐름 249
10-2 DNA의 복제 250
반보존적 복제 250
10-3 DNA 중합효소 253
절반이 불연속적으로 일어나는 DNA 복제 253
E. coli의 DNA 중합효소 255
10-4 DNA 복제에 필요한 단백질들 257
초나선과 복제 257
프라이메이스 반응 259
새로운 DNA 가닥들의 합성 및 연결 259
10-5 교정과 수선 261
10.1
생화학과의 접목 | DNA에 유라실 대신 타이민이 포함되어 있는 이유는? 266
10-6 DNA 재조합 267
10.2
생화학과의 접목 | E. coli에서의 SOS 반응 269
10-7 진핵생물의 DNA 복제 270
진핵생물의 DNA 중합효소 271
진핵생물의 복제분기점 272
10.3
생화학과의 접목 | 텔로머레이스와 암 274
10.4
생화학과의 접목 | 자가 복제를 하는 RNA 275
요약 276
중요 복습 문제 277
참고문헌 278

11장 유전암호의 전사: RNA 생합성 279
11-1 전사의 개요 279
11-2 원핵생물에서의 전사 280
대장균의 RNA 중합효소 280
프로모터 구조 281
사슬 개시 283
사슬 신장 283
사슬 종결 285
11-3 원핵생물에서의 전사 조절 286
대체 σ 인자들 286
전사증진인자 287
오페론 288
전사약화 293
11.1
생화학과의 접목 | 라이보스위치는 병원체와 싸울 수 있는 또 다른 무기를 제공해준다 294
11-4 진핵생물에서의 전사 295
RNA 중합효소 II의 구조 296
Pol II 프로모터 297
전사 개시 298
신장과 종결 300
11-5 진핵생물에서의 전사 조절 301
전사 활성화 작용과 억제작용에서 매개인자의 역할 301
염색질 개조 복합체 302
히스톤의 공유결합성 변형 302
반응요소 303
11.2
생화학과의 접목 | CREB?전혀 들어본 적이없는 가장 중요한 단백질? 307
11-6 비암호화 RNA 307
11.3
생화학과의 접목 | 마이크로 RNA는 손상된 신경근 접합부의 재생을 돕는다 310
11-7
DNA-결합 단백질에서 발견되는 구조적 특징들 311
DNA-결합 도메인 311
헬릭스-턴-헬릭스 모티프 311
징크 핑거 312
염기성-지역 류신 지퍼 모티프 313
전사-활성화 도메인 313
11-8 전사 후의 RNA 변형 314
전달 RNA와 라이보솜 RNA 314
전령 RNA 315
스플라이싱 반응: 올가미형과 스너프 317
선택적 RNA 스플라이싱 318
11-9 라이보자임 319
11.4
생화학과의 접목 | 다시 살펴보는 후성학(後成學) ? 암과 노화는 후성적 상태와 어떤 연관성이 있는가? 321
요약 321
중요 복습 문제 323
참고문헌 324

12장
단백질 합성: 유전 메시지의 번역 325
12-1 유전 메시지의 번역 325
12-2 유전암호 326
코돈-안티코돈 쌍의 형성과 워블 328
12.1
생화학과의 접목 | A형 독감 바이러스는 자신이 유발시키는 병으로 인한 사망률을 낮추기 위해해독틀을 바꾼다 331
12-3 아미노산의 활성화 332
12-4 원핵생물의 번역 335
라이보솜의 구조 335
사슬 개시 335
사슬 신장 337
사슬 종결 340
21번째 아미노산 341
라이보솜은 라이보자임이다 342
폴리솜 343
12-5 진핵생물의 번역 344
사슬 개시 344
12.2
생화학과의 접목 | 단백질 합성이 기억을 만든다 346
사슬 신장 347
사슬 종결 348
진핵생물에서는 전사와 번역이 동반되어 일어나는가? 348
많은 정설들이 밀려나고 있다 348
12-6 단백질의 번역-후 변형 349
12.3
생화학과의 접목 | 잠재성 돌연변이가 언제나 잠재성인 것은 아니다 350
12.4
생화학과의 접목 | 샤프론: 적합하지 않은 결합을 방지함 351
라이보솜들이 단백질 접힘 과정에 관여되어 있다 352
12-7 단백질 분해 352
12.5
생화학과의 접목 | 우리는 어떻게 높은 고도에 적응하는가? 354
요약 355
중요 복습 문제 356
참고문헌 358

13장 핵산 생물공학 기술 359
13-1 핵산의 정제 및 검출 359
분리 기술 359
검출 방법 360
13-2 제한효소 361
많은 제한효소들은 ‘점착성 말단’을 만들어낸다 362
13-3 클로닝 364
점착성 말단을 이용하여 재조합 DNA 만들기 364
13-4 유전공학 370
자연계에서는 DNA 재조합이 일어난다 371
13.1
생화학과의 접목 | 농업에서의 유전공학 372
‘단백질 공장’으로서의 박테리아 373
단백질 발현 벡터 374
13.2
생화학과의 접목 | 유전자 재조합 기술을 통해 만들어진 인간 단백질들 375
진핵생물에서의 유전공학 376
13.3
생화학과의 접목 | 융합단백질과 신속한 정제 377
13-5 DNA 라이브러리 378
DNA 라이브러리에서 개별 클론을 찾아내기 378
13-6 중합효소연쇄반응 380
정량 PCR 덕분에 DNA 시료를 민감하게 측정할 수 있다 382
13-7 DNA 핑거프린팅 383
제한효소-절편 길이 다형성: 법의학 분석의 강력한 수단 383
13.4
생화학과의 접목 | CSI: 생화학?DNA 검사의 법의학적 이용 387
13-8 DNA의 염기서열 결정하기 387
13-9 유전체학과 단백질체학 389
마이크로어레이의 힘?로봇 기술과 생화학의 만남 391
단백질 어레이 393

요약 394
중요 복습 문제 395
참고문헌 396

14장 바이러스, 암, 그리고 면역학 397
14-1 바이러스 397
바이러스과(科) 398
바이러스 생활사 398
14-2 레트로바이러스 402
14.1
생화학과의 접목 | 바이러스는 유전자 치료에 이용된다 403
14-3 면역체계 404
14.2
생화학과의 접목 | 첫 번째 백신-저질 과학의 금의환향 405
선천성 면역?최전선 방어 406
후천성 면역: 세포적인 측면 407
T-세포의 기능 408
T 세포의 기억작용 412
면역체계: 분자적인 면 413
자신과 남을 구분하기 415
14.3
생화학과의 접목 | 바이러스 RNA는 면역체계를 속인다 417
14-4 암 417
14.4
생화학과의 접목 | 암: 인간 유전체의 어두운 면 418
암유전자 419
종양 억제인자 421
바이러스와 암 422
암 치유를 돕는 바이러스 423
14.5
생화학과의 접목 | 나노기술이 암과 대결한다 425
14.6
생화학과의 접목 | 질병 대신 증상을 공격한다? 426
14-5 AIDS 427
백신 찾기 430
항바이러스 요법 430
치료에 대한 희망 430

요약 432
중요 복습 문제 433
참고문헌 434

15장
대사에서 에너지 변화와 전자전달의 중요성 435
15-1 자유에너지 변화에서의 표준 상태 435
자발성과 가역성 437
에너지흡수성 반응 일으키기 437
에너지의 평형 438
15-2 생화학적 적용을 위한 변형된 표준 상태 438
15-3 대사의 본질 439
15.1
생화학과의 접목 | 생명체는 독특한 열역학 계이다 439
15-4 대사에서 산화와 환원의 역할 440
15-5
생물학적으로 중요한 산화-환원 반응에서의 보조효소 441
15-6 에너지 생산과 에너지 사용의 연결 445
15.2
생화학과의 접목 | 세포 신호전달에서의 ATP 448
15-7 대사경로 활성화에서의 보조효소 A 451
요약 454
중요 복습 문제 455
참고문헌 457

16장 탄수화물 459
16-1 당: 구조와 입체화학 459
16.1
생화학과의 접목 | 저-탄수화물 식이요법 464
16-2 단당류의 반응 468
16.2
생화학과의 접목 | 비타민 C는 당과 관련이 있다 468
16-3 몇 가지 중요한 올리고당류 473
16.3
생화학과의 접목 | 락토오스 과민증: 왜 그렇게 많은 사람들이 우유 마시기를 원하지 않을까? 475
16-4 다당류의 구조와 기능 476
16.4
생화학과의 접목 | 식이섬유가 몸에 아주 좋은 이유는 무엇일까? 478
16-5 당단백질 484
16.5
생화학과의 접목 | 당단백질과 수혈 485
요약 486
중요 복습 문제 487
참고문헌 488

17장 해당과정 489
17-1 해당과정의 전체 경로 489
17.1
생화학과의 접목 | 발효로부터 얻는 생물연료 491
17-2
6-탄소화합물인 글루코오스에서 3-탄소화합물인 글리세르알데하이드-3-인산으로의 전환 493
17.2
생화학과의 접목 | 당뇨병 환자에 대한 모델로서의 돌고래 497
17-3
글리세르알데하이드-3-인산은 피루브산으로 전환된다 500
17-4 피루브산의 혐기성 대사 507
17.3
생화학과의 접목 | 혐기성 대사와 치태는 어떤 연관성이 있는가? 508
17.4
생화학과의 접목 | 태아알코올증후군 511
17.5
생화학과의 접목 | 피루브산 인산화효소의 동위효소를 암 치료에 이용하기 512
17-5 해당과정에서의 에너지 생산 513
17-6 해당과정의 조절 514
요약 516
중요 복습 문제 517
참고문헌 518

18장
탄수화물 대사에서의 저장 메커니즘과 조절 519
18-1 글리코겐 생성과 분해의 방법 519
18.1
생화학과의 접목 | 운동선수들이 글리코겐을 비축하는 이유는 무엇인가? 522
18-2
글루코오스 신생합성은 피루브산으로부터 글루코오스를 만들어낸다 527
18-3 탄수화물 대사의 조절 532
18-4

글루코오스는 그 대사 방향이 간혹 5탄당 인산 경로 쪽으로 전환되기도 한다 539
18.2
생화학과의 접목 | 5탄당 인산 경로와 용혈성 빈혈 544
요약 544
중요 복습 문제 545
참고문헌 546
19장 시트르산 회로 547
19-1 대사에서 시트르산 회로의 중심 역할 547
19-2 시트르산 회로의 전체 경로 548
19-3
피루브산은 어떻게 아세틸-CoA로 전환되는가? 551
19-4 시트르산 회로의 각 반응들 554
19.1
생화학과의 접목 | 불소 화합물과 탄수화물 대사 555
19.2
생화학과의 접목 | 시트르산에서 방출되는 CO2는 어디에서 나온 것일까? 557
19-5 시트르산 회로의 에너지론과 조절 562
19-6
글라이옥실산 회로: 시트르산 회로와 친척 관계인 경로 565
19-7 분해대사에서의 시트르산 회로 566
19-8 합성대사에서의 시트르산 회로 567
19.3
생화학과의 접목 | 왜 동물들은 식물이나 박테리아가 사용하는 에너지원들을 모두 다 똑같이 사용하지 못하는 걸까? 568
19.4
생화학과의 접목 | 체중 감량이 힘든 이유는 무엇인가? 571
19-9 산소와의 연결 574
요약 574
중요 복습 문제 575
참고문헌 576

20장 전자전달과 산화적 인산화반응 577
20-1 대사과정에서 전자전달의 역할 577
20-2 전자전달사슬에서의 환원 전위 578
20-3 전자전달 복합체의 구성 581
20-4 전자전달과 인산화반응 간의 연결 587
20-5
산화적 인산화반응에서 동반작용의 메커니즘 590
20.1
생화학과의 접목 | 갈색 지방조직은 비만과 무슨 관계가 있는가? 593
20-6 셔틀 메커니즘 594
20.2 생화학과의 접목 | 스포츠와 대사 596
20-7
글루코오스의 완전 산화 시 생성되는 ATP 수 596
요약 597
중요 복습 문제 598
참고문헌 600

21장 지질대사 601
21-1 지질은 에너지 생성과 저장에 관여되어 있다 601
21-2 지질의 분해대사 601
21-3 지방산 산화로 생기는 에너지 생산량 606
21-4
불포화지방산과 홀수-탄소 지방산의 분해대사 608
21-5 케톤체 611
21-6 지방산 생합성 612
21.1
생화학과의 접목 | 지질 생합성에서의 전사 활성인자 613
21.2
생화학과의 접목 | 아세틸-CoA 카복실화효소?비만과의 전쟁에서의 새로운 표적? 615
21.3
생화학과의 접목 | 비만 유전자 620
21-7 아실글리세롤과 복합지질의 합성 621
트라이아실글리세롤 621
21-8 콜레스테롤 생합성 625
21.4
생화학과의 접목 | 아테롬성 동맥경화증 633
21-9 식욕의 호르몬적 조절 634
요약 636
중요 복습 문제 637
참고문헌 638

22장 광합성 639
22-1 엽록체는 광합성이 일어나는 곳이다 639
22.1
생화학과의 접목 | 빛의 파장과 에너지 사이의 관계 642
22-2 광시스템 I, II와 광합성 명반응 643
광시스템 I의 순환성 전자전달 647
22-3 광합성과 ATP 생산 649
22-4
산소의 존재 유무에 따른 광합성의 진화론적 의미 651
22.2
생화학과의 접목 | 항-말라리아 식물의 수확량 향상시w키기 652
22-5 광합성의 암반응은 CO2를 고정시킨다 653
22.3
생화학과의 접목 | 식물은 동물의 먹이이다?식물은 에너지가 필요하다?식물은 에너지를 생산할 수 있다 653
22.4
생화학과의 접목 | 엽록체 유전자 658
22-6 열대식물의 CO2 고정 659
요약 662
중요 복습 문제 663
참고문헌 664

23장 질소대사 665
23-1 질소대사: 개요 665
23-2 질소고정 667
23.1
생화학과의 접목 | 비료의 질소함량이 왜 그렇게 중요한가? 668
23-3 질소대사에서의 피드백 저해작용 669
23-4 아미노산 생합성 670
23-5 필수아미노산 677
23-6 아미노산 분해대사 678
과잉 질소의 배설 679
23.2
생화학과의 접목 | 질소 노폐물의 처리와 물 679
23-7 퓨린 생합성 683
이노신 1인산의 합성대사 683
23-8 퓨린 분해대사 685
23-9 피리미딘 생합성과 분해대사 688
피리미딘 뉴클레오타이드의 합성대사 688
피리미딘 분해대사 690
23-10
라이보뉴클레오타이드의 디옥시라이보뉴클레오타이드로의 전환 691
23-11 dUTP의 dTTP로의 전환 692
23.3
생화학과의 접목 | 화학요법과 항생제?폴산의 필요성을 이용하기 693
요약 694
중요 복습 문제 695
참고문헌 696

24장 대사의 통합: 세포의 신호전달 697
24-1 대사 경로들 간의 연결고리 697
24.1
생화학과의 접목 | 알코올 소비와 중독 698
24-2 생화학과 영양학 699
24.2
생화학과의 접목 | 철: 무기질 필요성의 일례702
식품 피라미드 703
24-3 호르몬과 2차 정보전달물질 706
호르몬 706
2차 정보전달물질 710
고리형 AMP와 G 단백질 710
2차 정보전달물질로서의 칼슘 이온 712
수용체형 타이로신 인산화효소 714
24-4 호르몬과 대사 조절 715
24.3
생화학과의 접목 | 인슐린과 저탄수화물 식품 718
24-5 인슐린과 그 효과 718
인슐린 수용체 719
인슐린이 글루코오스 흡수에 미치는 영향 720
인슐린은 여러 효소들에 영향을 미친다 720
당뇨병 720
24.4
생화학과의 접목 | 매일 운동하면 당뇨병을 멀리할 수 있는가? 721
인슐린과 스포츠 722
24.5
생화학과의 접목 | 인슐린, 당뇨병 그리고 암 722
요약 723
중요 복습 문제 724
참고문헌 726

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