Chemistry : 질산성 암모니아 전환반응 (헤모글로빈, 산화질소)

Background

Hemoglobin

헤모글로빈 모양

Heme B 구조

Heme도 여러종류가 있다. (a,b,c,o) 대표적으로는 B다.

B는 프로토포르피린에 Fe2+가 결합한 형태이고, 남은 배위결합을 미오글로빈 1개와 결합한다.

나머지 배위결합은 산소, 일산화탄소, 물 등등과 결합 가능하게 남아있다.

 

따라서 미오글로빈은 Heme B를 가지고 있고, 산소 저장체 역할을 한다.

헤모글로빈은 미오글로빈이 4개가 결합된 구조이고, 헤모글로빈은 Heme 4개가 모여 하나의 구조를 이루는 4차구조의 단백질이다. 단백질 구조에 대한 설명은 밑에 있다.

따라서 헤모글로빈 하나당 산소 4개 분자를 가질 수 있다.

 

단백질의 구조

 

미오글로빈 종류

미오글로빈의 변형 형태

 

질산성 질소의 정의

질산성 질소 생성 과정

물 중의 질산성 질소 (NO3-)는 대부분에 유기물질이 세균에 의해 산화분해작용으로!!

암모니아성 질소 NH3-  ---->  아질산성 질소 NO2- ----> 질산성 질소 NO3-로 형성된다. 

 

NO3-에서 NO로 생성되는 과정

결국 물에 녹아있던 NO3-를 마시면, 몸속으로 들어가 NO, 즉 산화질소를 생성하게 된다.

 

NO, 산화질소

NO 산화질소는 사실, 양면적인 요소가 다부한 물질이다.

 

산화질소는 혈관확장, 국부의 혈액순환에 기여하며, 체내에서 신호를 전달하는 기체의 일종이다.

또한 NO 자체가 분자구조 상, 라디칼을 이루며 전자 하나 쌍을 이루지 못한 채 존재한다.

이는 물질이 불안정해, 분해되거나 반응을 잘한다는 것을 의미한다.

따라서 NO는 우리몸에 존재하는 활성산소와 반응해서 노화를 일으키는 활성산소를 줄여준다.

또한 나이가 들면서 질산염이나 L-아르기닌을 원료로 산화질소를 만드는 효소 NOS의 기능이 떨어지기 때문에

나이가 들면서, 여러가지 합병증에 노출된다.

(여담이지만, 마늘에 이 NO를 만들어주는 효소가 많다. 그래서 우리 선조들이 마늘을 많이 먹었다고 한다.)

 

하지만 과다한 산화질소는 호흡기 질환으로 이어지기도 한다.

위에 그림에서 헤모글로빈이 O2가 아닌 NO와 결합을 하게되기 때문이다. 실제로 결합력도 NO가 뛰어나다.

따라서 NO가 많으면 호흡기 질환을 일으킬 수도 있다.

 

 

 

Body

여기서 교수님은 물 속에 녹아있던 유해한 NO3-를 -> 무해한 N2 기체와 NH4+ 이온으로 바꿔주는 반응으로 메커니즘을 정의해두셨다.

바꾸는 과정에서 촉매를 이용하셨다. 이 때 단일 금속보다는 이중금속을 사용하셨다.