피코사이아노빌린
1. 개요
피코사이아노빌린은 5-아미노레불린산에서 시작하여 여러 단계를 거쳐 생합성되는 색소이다. 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠으로 전환된 후, 선형 테트라피롤, 유로포르피리노젠 III, 헴, 빌리베르딘 IX α를 거쳐 피코사이아노빌린으로 최종 환원된다. 피코사이아노빌린은 광합성, 건강기능식품 및 천연 색소로 활용된다.
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광합성 색소 -
카로티노이드
카로티노이드는 40개의 탄소 원자를 가진 테트라테르페노이드 색소로, 폴리엔 탄화수소 사슬 형태를 띠며, 사슬 끝에 고리 구조나 산소 원자가 결합될 수 있고, 친유성이며 광합성, 항산화 작용 등 생리 활성을 가지며 식물, 동물, 미생물 등에서 발견된다. -
광합성 색소 -
엽록소
엽록소는 식물이 광합성을 통해 빛 에너지를 흡수하는 데 중요한 색소로, 다양한 종류가 있으며, 엽록체 내에서 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하고 식품 첨가물 등으로도 활용된다. -
테트라피롤 -
엽록소
엽록소는 식물이 광합성을 통해 빛 에너지를 흡수하는 데 중요한 색소로, 다양한 종류가 있으며, 엽록체 내에서 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하고 식품 첨가물 등으로도 활용된다. -
테트라피롤 -
헴 C
헴 C는 헴 B의 비닐기 곁사슬이 티오에테르 결합으로 아포단백질에 연결된 형태로, 사이토크롬 c에 주로 존재하며 전자 운반체로서 다양한 생물체에서 발견되고 산화환원전위가 조절될 수 있으며 세포 자멸사에도 관여한다.
2. 생합성 경로
피코사이아노빌린의 생합성 경로는 5-아미노레불린산(5-ALA)으로 시작한다. 두 분자의 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다. 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 으해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 IX α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코시아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.
2.1. 5-아미노레불린산으로부터 포르포빌리노젠 합성
피코사이아노빌린의 생합성 경로는 5-아미노레불린산(5-ALA)으로 시작된다. 두 분자의 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다. 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 으해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.
2.2. 포르포빌리노젠으로부터 선형 테트라피롤 합성
피코사이아노빌린의 생합성 경로는 5-아미노레불린산(5-ALA)으로 시작된다. 두 분자의 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다. 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 유로포르피리노젠 III로 전환된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 으해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.
2.3. 선형 테트라피롤로부터 유로포르피리노젠 III 합성
5-아미노레불린산(5-ALA) 두 분자는 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다. 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 유로포르피리노젠 III 생성효소는 테트라피롤을 완성하여 거대 고리 유로포르피리노젠 III를 생성한다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 의해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.
2.4. 유로포르피리노젠 III로부터 헴 합성
5-아미노레불린산(5-ALA) 두 분자는 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다. 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 으해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.
2.5. 헴으로부터 빌리베르딘 IX α 합성
5-아미노레불린산(5-ALA) 두 분자는 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다. 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 의해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 XI α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년의 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.
2.6. 빌리베르딘 IX α로부터 피코사이아노빌린 합성
피코사이아노빌린의 생합성 경로는 5-아미노레불린산(5-ALA)으로 시작된다. 두 분자의 5-아미노레불린산은 포르포빌리노젠 생성효소에 의해 촉매되는 축합 반응을 거쳐 포르포빌리노젠(PBG) 분자를 생성한다. 4분자의 포르포빌리노젠은 포르포빌리노젠 탈아미노화효소에 의해 선형 테트라피롤로 중합되며, 이 과정에서 4개의 암모니아 분자가 방출된다. 테트라피롤의 완성은 유로포르피리노젠 III 생성효소에 의해 수행되어 거대 고리 유로포르피리노젠 III가 생성된다. 유로포르피리노젠 III는 유로포르피리노젠 III 탈카복실화효소에 의해 헴으로 전환된다. 헴 분자는 빌리베르딘 IX α로 전환된다. 빌리베르딘은 피코사이아닌 페레독신 산화환원효소 PcyA에 의해 최종적으로 피코사이아노빌린(PCB)으로 환원된다. 1989년 문헌에는 피토크로모빌린이 최종 전환 과정에서 중간생성물로 포함되어 있다.