Substrate Activation

정의

Substrate activation은 기질이 효소의 active site에 결합하여 반응하기 좋은 상태로 활성화되는 과정이다.

메커니즘

1. 효소가 기질의 특정 부위와 결합 (non-covalent interactions)
2. 결합 에너지가 기질의 전이 상태 형성을 돕는다.
3. 기질 내 결합이 약해지거나 특정 원자의 전자 밀도가 변해 반응이 유리해진다.

예시: ATP를 이용한 기질 활성화

에너지가 필요한 반응에서 기질은 먼저 phosphorylation을 통해 활성화된다:

$\text{Substrate}+\text{ATP}\to \text{Substrate-P}+\text{ADP}$

• Substrate-P는 고에너지 중간체로, 이후 반응을 구동
• 예: Glycolysis에서 Glucose → Glucose-6-phosphate (hexokinase 촉매)

Fatty Acid Activation

Fatty acid (지방산)는 미토콘드리아에서 산화되기 전에 먼저 CoA와 결합하여 활성화되어야 한다:

$\text{Fatty acid}+\text{CoA}+\text{ATP}\to \text{Acyl CoA}+\text{AMP}+P{P}_i$

• 이 반응은 2개의 ATP에 해당하는 에너지를 소모 (ATP → AMP)
• 활성화된 Acyl CoA만이 beta-oxidation에 진입할 수 있다.

관련 개념

• Enzyme reactions
• ATP
• Beta-oxidation