핵심 개념

단백질 대사는 단백질의 합성인 동화 작용과 분해인 이화 작용을 모두 포함하며, 분해 과정에서 발생하는 유독한 암모니아($NH_3$)를 독성이 없는 아미드(Amide)우레이드(Ureide) 형태의 질소화합물로 전환하여 저장 및 이동시키는 과정이 핵심입니다.

상세 설명

  1. 단백질의 가수분해: 수목 내의 단백질은 프로테아제(Protease) 효소의 작용으로 개별 아미노산으로 분해됩니다.
  2. 탈아미노 작용(Deamination): 분해된 아미노산에서 아미노기($-NH_2$)가 분리되어 암모니아($NH_3$)가 생성되는 과정입니다.
  3. 암모니아의 동화: 암모니아는 식물 세포에 강한 독성을 나타내므로, 글루탐산 합성효소(GS) 등을 통해 즉시 아미노산과 결합하여 유기질소 화합물로 전환됩니다.
  4. 아미드(Amide)의 형성: 암모니아가 글루탐산과 결합하면 글루타민(Glutamine)이 되고, 아스파르트산과 결합하면 아스파라긴(Asparagine)이 되어 독성이 제거됩니다.
  5. 질소의 이동과 재사용: 생성된 아미드 화합물은 체관을 통해 수목의 성장점으로 이동하거나 생장이 멈춘 시기에 수피나 뿌리에 저장됩니다.

시험 포인트

  1. 아미드(Amide)는 수목 내에서 질소의 주요 이동 및 저장 형태이며, 특히 아스파라긴은 질소 함유량이 많아 효율적인 저장 물질입니다.
  2. 질소 대사 과정에서 암모니아 독성을 방지하기 위해 작용하는 핵심 효소 체계인 GS-GOGAT 경로를 이해해야 합니다.
  3. 수목의 노화나 휴면기에는 단백질이 분해되어 질소가 이동성 화합물로 바뀌어 저장부위로 회수되는 질소 재전류 현상이 발생합니다.

아미드와 우레이드 비교

구분 아미드(Amide) 우레이드(Ureide)
주요 형태 글루타민, 아스파라긴 알란토인, 알란토산
주요 식물 대부분의 일반 수목 콩과 식물, 단풍나무 등 일부
탄소/질소 비율 상대적으로 낮음 상대적으로 높음 (질소 운반 효율 높음)

관련 용어

  1. 질소 동화(Nitrogen Assimilation): 무기태 질소를 유기태 질소로 전환하는 과정
  2. 아미노기 전이 반응(Transamination): 한 아미노산의 아미노기를 다른 케토산으로 전달하여 새로운 아미노산을 만드는 반응
  3. 프로테아제(Protease): 단백질의 펩타이드 결합을 가수분해하는 효소
  4. 암모니아 독성: 고농도의 암모니아가 광인산화 반응을 억제하여 세포를 사멸시키는 현상