약품생화학: 효소동력학과 대사경로 수치로 승부하기
약품생화학은 생체분자의 구조, 대사경로, 효소 반응속도, 그리고 약물이 이들 경로에 개입하는 지점을 묻는 과목입니다. 국시에서는 효소동력학 그래프 해석, 대사경로별 ATP·조효소 산출, 핵산 대사 이상, 비타민과 조효소 전환, 약물 대사상(1상·2상) 반응이 반복 출제됩니다. 계산과 그래프가 결합되므로 공식을 외우는 것만으로는 부족하고, 축의 의미를 읽는 훈련이 필요합니다.
효소동력학의 기본식
- 미카엘리스-멘텐식 v = Vmax[S]/(Km+[S])에서 Km은 최대속도의 절반을 내는 기질농도이며, 기질 친화도의 역수 지표입니다. Km이 작을수록 친화도가 큽니다.
- 경쟁적 억제: Km 증가, Vmax 불변. 라인위버-버크 도시에서 y절편 불변, x절편이 원점 방향으로 이동합니다.
- 비경쟁적 억제: Km 불변, Vmax 감소. 무경쟁적 억제는 Km과 Vmax가 모두 감소해 평행선이 됩니다.
반드시 외워야 할 대사 수치
- 해당과정: 포도당 1분자당 ATP 2개 소모, 4개 생성으로 순 2 ATP와 NADH 2개.
- 피루브산 탈수소효소 복합체는 NADH와 아세틸-CoA를 만들며, 티아민 결핍 시 베르니케 증후군과 연결됩니다.
- TCA 회로 1회전당 NADH 3, FADH2 1, GTP 1. 전자전달계에서 NADH는 2.5 ATP, FADH2는 1.5 ATP로 환산하는 현행 교과 기준을 씁니다.
- 퓨린 이화의 최종산물은 요산이며, 알로푸리놀은 잔틴 산화효소를 저해합니다.
예시로 확인하기
Km이 2 mM, Vmax가 100 units인 효소에 기질농도 8 mM을 넣으면 v = 100×8/(2+8) = 80 units입니다. 즉 기질이 Km의 4배일 때 Vmax의 80%가 나옵니다. 여기에 경쟁적 억제제를 넣어 Km이 4 mM로 커지면 같은 기질농도에서 v = 100×8/12 ≈ 67 units로 줄지만 Vmax는 100으로 유지됩니다. 이 계산 하나로 경쟁적 억제의 정의가 그대로 증명됩니다.
감점을 만드는 함정
Km을 친화도 자체로 착각해 "Km이 크면 친화도가 크다"고 답하는 경우가 가장 흔합니다. ATP 총량을 36~38개로 계산하는 구교과 값도 오답을 만듭니다. 비타민 전환형(B1=TPP, B2=FAD, B3=NAD, B6=PLP, 엽산=THF)을 서로 바꿔 쓰는 실수도 반복됩니다.