『산소와 그 경쟁자들』은 우리 몸에서 효소의 도움을 빌려 만들어지는 가스 분자, 즉 ‘바이오 활성가스’에 관한 기록이다. 김홍표 교수가 생화학, 면역학, 과학사, 진화의학을 종횡무진 넘나들며 우리 몸속 가스들, ‘산소와 그 경쟁자들’에 대해 알려진 모든 사실을 엮어 냈다.

들어가며

1. 바이오 활성가스란?
올라비우스
일산화탄소
지금까지 알려진 일산화탄소의 얼굴
일산화탄소의 응용
고기는 붉다
에너지 공급원으로서 일산화탄소의 역할
황화수소의 발견: 파리의 하수구에서 생리학의 신호전달물질로

2. 왜 가스인가
가스의 화학적 성질
우리 몸이 가스를 만든다고?
니트로글리세린
일산화질소: 혈관을 확장하다
단백질을 수식하는 100가지 방법
신호 전달자로서 가스의 호흡 조절
신경계를 통한 일산화질소의 호흡 조절
일산화탄소
장거리 통신: 면역
황화수소
요소 회로: 질소와 산소 순환의 역사
요소는 고세균의 생명수
광합성을 하는 척추동물

3. 포르피린에서 헴으로
우로포르피린
식물속 색소
질소를 포함하지 않은 색소
질소 함유 색소
헴은 크렙스 회로에서
오래된 분자, 헴
헴은 무슨 일을 할까?
모든 테트라피롤은 우로포르피리노겐 III로부터
출발 물질이 동물과 다른 식물의 헴 합성
두 얼굴의 유글레나
기생충 딜레마
헤모조인과 조인(join)하다
헴 산화효소
첨복포자충의 헴 합성
헴이 필요없는 첨복포자충?
헴 대사 조절 포인트
첨복엽록체: 사라진 녹색의 저편
헴 합성의 조절: 다시 미토콘드리아로
헴 합성 조절과 해당 작용
헴의 오랜 동반자: ATP 결합 카세트
용감한 과학자들

4. 바이오 활성가스와 대사
세포 내 대사 조절 물질: 바이오 활성가스
황 대사와 일산화탄소
황 전환 경로
담즙산의 기원
아미노산의 진화
아미노산의 전구체와 생합성
바이오 활성가스와 아미노산 대사
아데닌 관련 생체 물질
NAD, NADP
RNA 세계에서 온 메티오닌: SAM
일산화탄소와 황화수소: 다시 산소에게로
미토콘드리아 황?퀴논 산화환원효소
뇌 속 에너지 생산과 가스 분자들
구획화는 언제나 농도의 문제
진핵 세포에서 대사의 구획화
확산 제한형 구획화
유전자의 유래와 단백질 구획화
퓨린 신호: 세포의 봉화 체계
위험 신호에 대한 세포 반응
본색 드러내기
세포 외부의 덫

5. 보편적 대사 조절
노화의 암호를 풀다?
레스베라트롤
인슐린 저항성과 비만
비만: 면역과 물질대사 과정의 위험한 불장난
진화에 대항한 현대인의 식탁
인슐린 저항성: 에너지의 재분배
인슐린 저항성은 필요했는가?
지방의 다양성
‘신석기 시대’의 현대화가 당뇨병의 시작?
과당 대사와 포도당: 가장 안정한 것이 가장 안전한 것
과당: 죽음의 단맛
락트산의 숨겨진 얼굴
기생 생명 이야기
외인성 수명연장인자
바다에서 육지로: 육지의 식민지화
식물은 데본기에 지구에서 광범위한 식민지를 개척했다
외인성 수명연장인자 가설
이차 대사 산물과 종 간 신호 전달
다가 페놀: 항산화제 혹은 신호전달물질?
레스베라트롤과 서트 1의 활성
서트 1의 효소 활성을 조절하는 NAD/NADH 비율
NAD+의 순환과 회수 경로: 식이 제한과 수명 연장 효과
서트 1 효소의 탈아세틸 반응의 독특한 점
니코틴아미드 리보사이드: 서트 1을 활성화하는 니코틴산 대체제
노화와 관련된 서트 1의 생리학
관망하기
리보사이드

6. 산소
산소와 함께 살아가기: 나무는 어떻게 꼿꼿하게 서서 수백 년을 살 수 있을까?
전자 주고받기
빅 식스
윌슨 주기와 탄소의 매장
질소에게 영광을
질소고정은 왜?
공생의 시작
질소 순환과 산소
산소와 더불어 살아가기

7. 산소와 함께 살아가기
생명은 쉴 곳을 찾는 전자일 뿐이다
미토콘드리아에서 전자는 어떻게 흐르는가? 에너지의 흐름인가?
산화적 인산화 억제 물질
활성산소가 만들어지는 곳
광합성의 진화는 자유 라디칼 때문이다
활성산소 적게 만들기: 퍼록시좀의 진화
퓨린계 대사체는 막을 통과하지 못한다

8. 헤모글로빈의 진화
원시 지구의 산소 운반자?
우리 모두를 잇는 헤모글로빈
헤모글로빈이 식물에도?
헤모글로빈과 동맥경화
겸상 적혈구의 헤모글로빈
원시 헴 단백질에서 헤모글로빈으로
헤모글로빈 아래 우리는 하나
헤모글로빈 없이도 살 수 있다?
적혈구에는 미토콘드리아가 없다
적혈구는 소기관을 스스로 먹는다
헴의 미토콘드리아 탈출
고양이 백혈병바이러스 C 수용체
미토콘드리아 융합과 분리
미토콘드리아 품질 관리
굶으며 살기: 수양산(首陽山) 바라보며 이제(夷齊)를 한(恨)하노라
리소좀은 진핵 세포에 특유한 것인가?
세균과 사이좋게 함께 사는 아메바
리소좀 막 단백질의 아미노산 서열, 당화 글리코칼릭스
리소좀의 진화
선택적 암치료

9. 헴 함유 단백질
헴의 역할
미오글로빈 헤모글로빈의 진화
원시 헤모글로빈
보존된 아미노산
헴 집어넣기
적혈구에서 GAPDH
비타민 B12: 마틴 워런 박사
효모 제약 공장
신경세포의 헴 조절: 아폽토신과 헴 합성 억제
밤낮 없이 먹는 쥐가 살찐다
잠을 자는 것은 먹지 않는 것이다
시토크롬 b5와 스테로이드 대사
섭식 조절의 새로운 강자: 우로구아닐린
세포계의 태양천골지체: 암세포 대사
단백질 분해와 헴
N?말단 규칙: 세포 내 헴의 산화 상태를 감지한다
N?말단 규칙, 프로테아좀
엉킨 실타래 풀기
헴과 마이크로 RNA
마이크로 RNA에 기초한 진화 계통도

10. 금속을 필요로 하는 생체 물질, 금속 다발
단백질과 금속
단백질에 금속 끼워 넣기
금속과 단백질 접기
금속과 유전자 담금질: RNA 절단접합
텔로미어: 세포 시계
구아닌사중체 억제제
RNA 구아닌사중체
풀어야 할 숙제들
코롤과 구아닌사중체: 항암제
망간 금속 다발 복합체
망간?칼슘?산소 다발 복합체

11. 다시 바이오 활성가스를 돌아보니
복잡성의 진화, 태반 그리고 일산화탄소 50ppm
피는 물보다 진하다
태반의 진화: 인간 유전체와 바이러스
세포 융합: 진화의 흔적
일산화탄소가 자연 유산을 방지한다?
볼복스, 클라미도모나스, 체세포와 생식세포 분화
세포 유형의 진화와 동물
벌레도 밟으면 꿈틀거린다
세포 유형의 진화
혈액세포와 자연 면역

12. 실험실에서 병상으로: 가스 테라피
소리 없는 살인자에서 치료 전도사로 거듭나다
비타민 B12, 헴 계열 필수 영양소
근적외선으로 치료하기

13. 마치며
완보하는 삶
벌레에게 배운다
산소와 닮은 분자

나가면서
지은이에 대해