탄수화물과 지질 (1)
탄수화물과 지질
탄수화물은 단당류와 이당류, 다당류를 포함하는 유기 분자로 탄소, 수소 및 산소 원자 등의 특정 비율로 구성되어 있습니다. 지질(lipid)은 비극성이고 물에 용해되지 않는 물리적 성질을 가진 다양한 유기 분자입니다.
탄수화물과 지질은 많은 점에서 유사하며 주로 탄소, 수소 및 산소로 구성됩니다. 그리고 이들은 주요한 에너지원으로 쓰입니다.
탄수화물
탄수화물(carbohydrate)의 일반식은 CnH2nOn이고, 수소 원자는 탄소 나 산소 원자보다 두 배 많습니다.
단당류, 이당류, 다당류
단당류(monosaccharide)는 가장 단순한 당류이고 긴 분자는 많은 단당류가 결합하여 형성됩니다. 흔히 보는 육탄당(hexose)의 일반식은 C6H12O6이며, 육탄당의 구조적 이성질체로는 포도당 (glucose), 과당(fructose)과 갈락토스(galactose)가 있으며, 원자의 배열이 서로 약간 다릅니다.
2개의 단당류가 결합하여 이당류를 만드는데, 이당류(disaccharide)에는 설탕 (sucrose), 젖당(lactose), 맥아당(maltose) 등이 있습니다. 다당류(polysaccharide)는 수많은 단당류가 결합하여 형성됩니다. 그 예로 식물의 녹말(starch)과 동물의 간, 근육의 글리코겐(glycogen) 등이 있습니다.
탈수합성과 가수분해
단당류의 탈수합성(dehydration synthesis)을 통해 이당류와 다당류 등이 합성됩니다. 이 반응과정에서 하나의 수소 원자가 하나의 단당류로부터, 그리고 하나의 하이드록실기(OH)가 다른 단당류로부터 제거되면서 물 분자가 만들어집니다. 그 결과 두 분자의 단당류 사이에 공유결합이 형성됩니다.
이당류 또는 다당류를 섭취할 때나 간과 근육의 글리코겐이 분해될 때 상기한 탄수화물의 공유결합이 끊어지면서 단당류가 형성됩니다. 이러한 소화 반응은 가수분해(hydrolysis)에 의해 일어나며, 가수분해는 탈수합성의 역반응입니다. 즉, 물 분자가 분해되면서 형성되는 수소 원자는 유리된 포도당에 첨가되고, 하이드록실기는 다른 포도당에 첨가됩니다.
간과 근육은 과잉의 포도당을, 탈수합성을 통해 글리코겐으로 저장하지만, 공복이나 장기간의 격렬한 운동 시간은 글리코겐을 가수분해하여 포도당을 만듭니다. 상기한 탈수합성과 가수분해 반응에 특정 효소가 참여하며, 지질, 단백질 및 핵산 분해에도 특정 효소가 각각 참여합니다.