화학 반응은 반응에 들어가는 하나 이상의 물질로 시작됩니다. 반응에 들어가는 우리 세포와 신체 조직의 물질을 기질이라고합니다. 화학 반응에 의해 생성되는 하나 이상의 물질을 생성물이라고합니다.

화학 반응은 기질 (들)을 왼쪽에 배치하고 생성물을 오른쪽에 배치하여 화학 방정식으로 표현됩니다. 기질과 제품은 반응의 방향과 유형을 나타내는 화살표 (\ (\ rightarrow \))로 구분됩니다. 예를 들어, 우유에서 발견되는 당인 유당은 우리의 소화 시스템에 의해 포도당과 갈락토스라는 두 개의 작은 당으로 분해됩니다. 이 반응에서 유당이 기질이고 포도당과 갈락토스가 생성물입니다. 이 반응의 화학 방정식은 다음과 같습니다.

유당 \ (\ rightarrow \) 포도당 + 갈락토스

대사는 살아있는 유기체에서 일어나는 모든 화학 반응의 합을 의미합니다. 인간 생리학에서 중요한 화학 반응에는 합성 (동화 작용), 분해 (이화 작용) 및 교환의 세 가지 주요 유형이 있습니다.

1. 합성 반응 (syn- = 함께; -thesis = “put , place, set”), 둘 이상의 기질 분자가 공유 결합하여 더 큰 생성물 분자를 형성합니다.
   합성 반응은 결합을 형성하는 데 에너지가 필요합니다. 합성 반응은
   종종 A + B \로 상징됩니다. (\ rightarrow \) AB, 여기서 A와 B는 기질이고 AB는 생성물입니다. 합성 반응은 세포에서 동화 작용 또는 건설적 활동이라고도합니다.
2. 분해 반응에서 (탈락) , 어웨이 =-조성 = “결합,
   정렬”), 더 큰 기질 분자의 구성 요소 사이의 공유 결합이 분해되어 더 작은 생성물 분자를 형성합니다. 분해 반응은 기질의 공유 결합이 분해 될 때 에너지를 방출합니다. 분해 반응은 종종 AB \ (\ rightarrow \) A + B; 여기서 AB는 기질이고 A와 B는 제품입니다. 다양한 유형의 분해 반응을 소화, 가수 분해, 분해 및 분해 반응이라고도합니다. 분해 반응은 세포의 모든 이화 작용 또는 분해 활동의 기초입니다.
3. 교환 반응에서 공유 결합은 모두 분해 된 다음 기질의 구성 요소가 재 배열되는 방식으로 재구성됩니다. 다른 제품. 교환 반응은 종종 AB + CD \ (\ rightarrow \) AC + BD로 표시됩니다. 이 교환 반응에서 A와 B 사이, C와 D 사이의 공유 결합이 끊어졌습니다. A와 C, B와 D 사이에 새로운 공유 결합이 형성되었습니다.

일부 대사 반응을 비가역 반응이라고합니다. 즉, 제품을
변경하거나 기질로 다시 “반전”할 수 없습니다. 이러한 반응은
A + B \ (\ rightarrow \) C에서와 같이 단일 화살표로 표시됩니다.

예 :

포도당 + 산소 \ (\ rightarrow \) 이산화탄소 + 물

참고 : 이것은 일종의 이화 작용 반응입니다 (더 큰 포도당 분자는 분해됩니다. 세포 에너지 생산과 관련된 더 작은 이산화탄소 분자). 인간과 같은 동물 세포에서 이것은 비가 역적 반응입니다.

다른 대사 반응은 가역적 반응이라고합니다. 이는 반응이 기질에서 진행될 수 있음을 의미합니다. 제품으로 또는 제품에서 기판으로 제품을 다시 기판으로 변경하거나 “반전”할 수 있습니다. A + B \ (\ leftrightarrow \) C + D와 같이 이중 화살표로 표시됩니다.

예 :

글리코겐 + 물 \ (\ leftrightarrow \) 포도당

참고 : 세포에 에너지가 필요할 때 글리코겐 (에너지로 사용되는 더 큰 분자) 일부 세포에 저장)은 더 작은 포도당 분자로 분해 될 수 있으며, 이후 세포 기능을위한 에너지를 제공하기 위해 추가로 분해 될 수 있습니다. 세포에 많은 에너지가 필요하지 않거나 포도당 수준이 매우 높을 때 글리코겐은 더 작은 포도당 분자에서 합성됩니다. 예를 들어, 근육 세포는 휴식시 글리코겐을 합성하고 수축시 글리코겐을 분해합니다. 이 가역적 반응이 진행되는 방식은 신체의 필요에 따라 다릅니다.

체에서 합성 반응 (작은 분자에서 큰 분자로, 에너지 필요)과 분해 반응 (큰 분자에서 작은 분자로, 에너지 방출)은 종종 다음과 관련이 있습니다. 물 분자의 형성과 분해. 탈수 합성 반응은 물을 부산물로 만드는 합성 반응의 일종입니다. 가수 분해 반응은 물을 사용하는 분해 반응의 일종입니다.

탈수 합성 (de- = “off, remove”, hydrate = “water”)에서 그림 \ (\ PageIndex {2} 하나는 하이드 록실 이온 (-OH-)을, 다른 하나는 수소 이온 (-H +)을 포기하는 반응에서 두 개의 단량체가 공유 결합됩니다. 모노머 1과 모노머 2는 왼쪽의 기질이고 “공유 결합으로 연결된 모노머”는 오른쪽의 생성물입니다. 여기에 표시된 생성물은 이합체 (di- = 2, mer = part)라고도합니다. OH -H +와 결합하여 물 분자를 형성하여 부산물로 방출됩니다. 탈수 합성 과정에서 물이 생성되기 때문에 혼란 스러울 수 있습니다. 큰 제품은 탈수되었습니다 (물이 손실 됨).

그림 \ (\ PageIndex {2} \) 탈수 합성의 예 : 두 개의 포도당 분자 (기질 화살표 왼쪽에있는) 공유 결합을 형성하여 말 토스 분자 (화살표 오른쪽에있는 제품)를 형성합니다. 빨간색으로 표시된 OH-와 H +가 서로 결합하여 H2O를 형성합니다 (빨간색으로 표시됨)

그림 \ (\ PageIndex {3} \)에 표시된 가수 분해 반응에서 (hydro- = “water”; -lysis = “breakdown, a loosening, a dissolution”) 두 단량체 사이의 공유 결합이 분리됩니다. 수소 이온 (H +)을 추가하여 하나에는 하이드 록실 이온 (OH-)이 다른 하나에는 이 두 이온은 물 분자 인 H2O를 H +와 OH-로 분리하여 나옵니다. 이합체 (왼쪽의 공유 결합으로 연결된 모노머)가 기질이고 오른쪽의 모노머 1과 모노머 2가 제품입니다.

수백 또는 수천 개의 원자로 구성된 큰 분자를 거대 분자라고합니다. 많은 거대 분자는 많은 진주로 구성된 진주 목걸이와 유사한 동일한 구성 요소의 반복 단위로 구성됩니다. 폴리머 (폴리 = “다”, 메로스 = “부분”)는 모노머라고하는 많은 공유 결합 된 더 작은 분자에서 조립 된 긴 사슬의 큰 유기 분자 (거대 분자)입니다. 폴리머는 긴 사슬의 많은 반복 모노머 단위로 구성되며 때로는 사슬 사이에 분지 또는 교차 연결이 있습니다.

이전에 확인 된 4 가지 유기 분자 클래스 중 3 개 (예 : 탄수화물, 지질, 단백질 및 핵산) 종종 더 작은 모노머 서브 유닛으로 만들어진 폴리머입니다 (지질은 아닙니다). 예를 들어, 단백질은 아미노산이라고하는 많은 공유 결합 된 더 작은 분자 인 단량체로 구성된 중합체입니다. 이러한 각 클래스는 아래에서 자세히 설명합니다.

그림 \ (\ PageIndex {3} \) 2 차원 단백질 인슐린의보기. 인슐린은 아미노산 (녹색 공으로 표시)이라고하는 공유 결합 단량체로 구성된 중합체입니다.