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한밭대학교 유기공업화학 총 정리 족보

1장). 콜로이드와 계면의 정의 및 분류1. 솔(sol)과 겔(gel)-솔: 고체의 분산질이 액체의 분산매에 분산되어 현탁액으로 된 상태(하이드로솔: 콜로이드 입자의 분산매가 물유기솔: 콜로이드 입자의 분산매가 유기용매)-겔: 분산질이 분산매와 더불어 고화된 상태-솔과 겔은 가역적이다.(젤라틴은 차게 하면 응고되어 겔이되며, 다시 따뜻하게 하면 솔이 됨)-솔 상태에서 가만 냅두면 겔(응집된 상태) 상태가 되기도 하며, 만약 솔 상태로 유지되면, 안정화 되어있는 상태라고 볼 수 있음.-솔과 겔은 생명현상이나 중요한 물질의 상태로 존재하는 경우도 있음(솔: 혈액, 세포액 / 겔:세포막, 근육)-솔과 겔은 물리적인 결합으로 외부의 힘으로 인해 가역 반응이 일어난다.2.콜로이드의 정의-나노미터~마이크로미터 범위의 입자 또는 거대 분자들이 다른 매개체에 분산된 형태-콜로이드의 반지름이 작아지면 표면적이 증가(한 입자를 세분화 시키면 표면적이 커짐)-콜로이드는 표면적이 작아지는 형태로 가려고 함(안정한 상태) = 여러 콜로이드가 하나로 뭉쳐지면 표면적이 작아져 가장 안정한 상태가 됨3.콜로이드의 특징①. 동일 물질이 세분화됨에 따라 원의 반경이 작아지면 같은 밀도를 가졌더라도 비표면적이 커짐②콜로이드입자의 크기가 1마이크로미터 이하가 되면 침전하는 속도가 느려져 부유하며, 브라운 운동을 하게 됨③입자가 작아서 1나노미터 이하의 범위내의 크기를 콜로이드라고 함④표면 및 계면의 성질이 콜로이드 성질에 큰 영향을 미침. (계면장력, 계면전기, 흡착/젖음 등)4. 콜로이드의 구조적 입자 3가지①. 분자 콜로이드-고분자 물질로서 수중에 분산되어 있는 것으로 고분자 그 자체가 콜로이드 입자인 형태(계란 흰자, 합성 단백질, 폴리 비닐 알코올 등)②. 마이셀 콜로이드-계면활성분자로 물 속에 들어가면 자기들 끼리 뭉치면서 ‘분자 집합체 형성’-반지름이 나노미터단위로 세제 등에 자주 사용됨③. 입자 콜로이드-액체와 고체의 미소입자가 분산된 형태(우유, 마요네즈, 수성도료 흙탕물, 에멀젼 등)5. 콜로이드 입자의 종류분산질분산매명칭예시기체기체--액체기체에어로졸스프레이고체기체에어로졸먼지기체액체거품세이빙폼액체액체에멀젼우유,버터고체액체서스펜션흙탕물기체고체고체콜로이드합성피혁액체고체고체콜로이드합성피혁고체고체고체콜로이드착색유리6. 자유에너지와 계면장력-자유에너지가 높다 = 비표면적이 크다 = 깁스 에너지가 크다 = 계면장력이 크다 = 불안정하다-계면장력: 액체와 공기 또는 액체와 다른 액체의 경계면에서 생기는 분자 간 상호작용력(계면장력이 클수록 표면적을 작게 하려는 경향이 있음)-세분화된 소수성 콜로이드는 화학적으로 불안정하여 자발적으로 입자가 집합하여 큰 입자가 되려 함-입자 응집: 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 응집하면 자발적 반응-입자 세분: 입자가 세분화 되려면 외부의 힘이 가해져야 하므로 비자발적 반응2장). 입자콜로이드의 생성과 그 성질1. 분산법과 분산제, 유화제-분산법: 큰 입자를 분쇄하여 콜로이드입자를 만드는 법-분산제: 서스펜션 생성시 계면활성제-유화제: 에멀젼 생성시 계면활성제(마요네즈, 화장품 등)-계면활성제는 콜로이드의 표면에너지가 높으면 높은 것 끼리, 낮으면 낮은 것 끼리 결합 함-계면활성제는 새로운 표면을 형성해 표면 에너지를 증가 또는 감소시킴-기름 콜로이드에 계면활성제가 부착되면 콜로이드의 표면적이 커져 비교적 안정화 됨(표면 에너지 감소)2. 응집법과 그 조건-응집법: 분자 또는 이온의 상태에서 콜로이드를 얻는 방법-KI와 AgNO3를 혼합할 때 두 이온의 농도가 진할수록 침전이 잘 됨,-난용성 물질이 석출될 때 먼저 과포화 용액이 생기고, 과포화의 정도가 증가하면 핵이 생성된다. 이때 핵은 생성과 소멸을 반복하고, 점점 뭉쳐지면서 큰 결정이 되고 석출된다. 이때의 석출된 AgI의 에너지는 안정적이다.-혼합하려는 KI의 농도가 AgNO3보다 높다고 가정하면, 수용액(분산매)속에 I- 이온의 농도가 더 많이 남아 있게 되어 용액이 음전하를 띄게 된다. 표면에 같은 전하를 띤 이온이 많으면 자기들끼리 반발력이 생기고, 계면활성제 없이도 콜로이드 입자가 안정하게 된다.(9장에 자세히)-응집법으로 만들 수 있는 콜로이드 입자: 단분산 콜로이드입자, 구상단분자 콜로이드입자-중합법으로만 생성된 고분자 : 합성라텍스3. 침강과 브라운 운동-액체속의 미립자에는 중력과 부력이 동시에 작용함-밀도가 작으면 부력이 작용하고, 밀도가 높으면 중력이 작용함(물 위에 스티로폼이 떠다님)-물보다 밀도가 크면 그 물질은 가라앉게 됨. (바다에는 물과 소금이 있어 소금 때문에 밀도가 커져서 물이 뜨게 됨)-침강: 미립자의 등속운동①Stoke’s 법칙-입자와 액체의 밀도차가 없다면 침강은 일어나지 않음-입자의 반지름이 침각속도를 지배함-액체 점도가 클수록 침강속도가 작아짐-중력대신 원심력을 작용시키면 작은 입자도 침강 가능-액체보다 밀도가 작은 입자는 u꼬리길이 : 물에 잘 녹음-머리길이(친수) 용액 내부 농도)-표면에 계면활성분자가 꽉 차면 bulk속에 남은 계면분자가 존재하게 되고 이들이 모여 마이셀을 형성함-물에 계면활성제를 첨가하면 흡착으로 인해 물 표면에 수소기의 탄화수소가 늘어서게 되고 표면 장력이 낮아진다. (물보다 소수성 계면일때의 표면장력이 더 낮음)-분자간 인력이 클수록 계면장력이 큼(응집성 때문)-표면에너지가 높은 화합물을 낮은 에너지로 만들고 싶을 때 계면활성분자를 이용함(반대도 가능)②Gibbs 흡착식-흡착과 표면장력과의 열역학적 관계-흡착량은 표면장력에 비례하고, 활성제의 농도와 반비례※표면장력: 같은 상태의 물질 내에서 생기는 상호작용에 의해 발생하는 힘으로 액체의 표면 분자가 내부로 들어가려는 경향이 있음※계면장력: 액체와 공기 또는 액체와 다른 액체의 경계면에서 생기는 분자 간 상호작용력2. Micell 형성-계면활성제 농도를 계속 증가시키면 bulk 표면에 흡착포화가 일어나게 되고, 용액 내부가 cmc에 도달하면 micell을 형성한다.3. Micell의 성질-작은 콜로이드 입자-이온성 계면 활성제가 만든 micell은 전하가 존재하는데 이는 그 주변에 강한 전장을 이룸-수중에서 안정된 형태로 자유에너지가 낮아 안정한 상태(= gibbbs 에너지 낮음)-계면활성제는 cmc이상에서 안정한 micell 형성4. Solubilization(가용화)-용해도가 작은 물질이 마이셀 형성에 의해 용해도가 증가하는 현상-활성제 농도가 C0(cmc)이상이면 용해도는 급격히 증가한다.5. 계면활성제의 반응속도①크리스탈 바이올렛 색소-크리스탈 바이올렛에 알칼리성(OH-) 수용액을 가해주면 청색에서 퇴색되는데 이를 통해 계면활성제의 효과 반응속도를 측정할 수 있음-OH-는 양이온을 띄는 CTAB 마이셀에 전기적으로 끌어당겨져서 색소이온과 접촉하여 반응할 기회가 커지므로 반응이 더 빨리 진행됨6. 계면활성제의 반응성-OH-는 양이온을 띄는 CTAB 마이셀에 전기적으로 끌어당겨져서 색소이온과 접촉하여 반응할 기회가 커지므로 반응이 더 빨리 진행됨-음이온을 띄는 SDS 마이셀과는 전기적으로 반발하여 반응의 기회가 줄어듬-조건 : CMC이상에서 일어남5장). 표면장력(surface tension)1. 표면장력의 정의와 예시-응집력이라고도 함-액체상태의 분자들이 서로 끌어당기기 때문에 발생하는 힘(액체중의 분자는 이웃하는 분자들에 의해 균등하게 끌어 당겨지는 힘이 발생/모든 방향으로 같은 크기의 힘이 작용하고 있으므로 합력은 0)-액체의 표면 막의 강도를 나타내는 척도-분자가 액체의 표면에 위치할 경우, 액체 내부에서는 인력이 작용-공기와 접하는 부분에서 공기 쪽으로는 인력이 존재하지 않음-분자간의 합력이 액체의 내부 방향으로 향하게 되어 액체의 표면 막을 형성하게 됨-표면장력은 온도가 증가하면 감소함(온도 상승→ 분자운동 활발 → 분자간 인력 줄어듬 → 표면 장력 낮아짐)

학교| 2024.06.20| 6페이지| 2,500원| 조회(179)

한밭대학교, 유기공업화학, 화학생명공학과, 화학생명공학과정리족보

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한밭대학교 에너지화학 시험 대비 핵심정리

1). Electrochemical1. 기본 개념-Electrochemical은 산화 환원의 과정-자발적인 반응에 의해 방출된 에너지는 전기로 전환 됨-전기 에너지는 비자발적인 반응을 일으키는 데 사용됨-산화: 전자를 잃음(산화수 증가)-환원: 전자를 얻음(상화수 감소)2.Galvanic Cells(아연과 구리의 화학식 적기)-외부에서 전기공급 없이 자발적으로 전자 흐름 발생-anode oxidation : 자발적 산화 반응-cathode reduction : 자발적 환원 반응-전자의 이동은 전기를 만들고 전압이 만들어 짐-염다리에는 주로 KCl이 들어있으며, 그 양쪽 끝에는 Cotton plugs(다공성 폴리막)가 있어 KCl이 아닌 다른 용매의 이동을 억제하고, 이온만 이동하도록 한다.-전자는 회로를 통해 이동하고, 이온은 염다리를 통해 이동 한다.①.ZnSO4 solution-자발적 산화 반응-Zinc anode에서 아연의 전자가 Voltmeter를 통해 copper cathode로 이동-시간이 지날수록 용액 속에 Zn2+증가-염다리를 통해 Cl-이 들어옴-Zn2+와 2Cl-의 결합으로 용액 속은 전기적으로 중성을 띔②CuSO4 solution-아연의 전자(2e-)가 Cu2+와 결합하여 구리가 환원되면서 용액 속 Cu2+농도가 감소하고 상대적으로 SO4^2-가 많아짐-2K+와 SO4^2-가 결합하여 용액 속은 전기적으로 중성을 띔-Zn이 Cu보다 산화가 더 잘 되어 자발적 산화로 전자가 아연에서 구리로 이동함-만약 구리에 전기를 걸어서 구리의 산화가 더 잘되도록 진행할 수 있는데, 이런 경우는 비자발적 산화임3. Standard Reduction Potentials(표준환원전위)-산화반응이 일어나는 물질은 왼쪽, 환원 반응이 일어나는 물질은 오른쪽에 두고 식을 씀-백금은 산화/환원 반응이 잘 안 일어나서 전자 흐름을 돕는 집전체 역할을 한다.(부식이 잘 안 됨)-표준 환원 전위(E0)는 모든 용질이 1M이고 모든 가스가 1atm일 때 전극의 환원반응과 관련된 전압-cell potential = emf = cell voltage :양극과 음극 사이의 전위차-수소가 환원 될 때 전압을 0으로 함-E0의 값이 (-)값이 클수록 산화가 잘 됨(환원제)-E0의 값이 (+)값이 클수록 환원이 잘 됨(산화제)4. Spontaneity of Redox ReactionsΔG(깁스E)K평형상수Ecell표준환원생성물 반응물 관계negative>1positive생성물 선호0=10반응물=생성물positive K : 평형 상태에 비해 생성물 많음/왼쪽 이동-Q < K : 평형 상태에 비해 반응물 많음/오른쪽 이동-수용액 중의 시료의 농도는 mol/L[M]로 표시-기체의 농도는 대기중의 분압(P)표시-순수 액체나 고체는 표시하지 않음2). 4가지 전극1. 제 1종 전극-금속이 그 금속의 양이온이 녹아있는 용액과 접촉하고 있는 전극(은 전극이 질산 은 용액에 담겨있는 것)-전극의 전위는 반쪽반응에 의해 결정되고 모든 전극에 대해서 한 가지의 반쪽반응이 나타남-M│M ^{n+}로 나타냄-n=1-농도가 증가하면 전압이 증가 함-활동도 : 실제 전압에 미치는 이온의 수2. 제 2종 전극-이 전극은M` vert MX` vert X ^{n-}로 표시됨.-MX:주어진 금속의 난용성 염-X^n-는 그 염의 음이온-이 전극은 용액 속의 Cl-이온의 활동도를 측정할 수 있는데, Cl- 이온의 용액에 담그면 표면에 AgCl의 얇은 피막을 생성함-유의할 점: 이 전극이 Cl-이온의 활동도 외에도 Ag+이온의 활동도에도 반응함3. 수소 전극4. 기준전극: 포화 칼로멜 전극-칼로멜: 수은 화합물(Hg2Cl2)-기준 전극은 그 전위가 일정하고 안정하여 전위를 측정하는 동안 미세한 양의 전극흐름에 영향을 받지 않아야 함-보통 사용되는 전극은 포화 칼로멜 전극임(SCE)-포화라는 뜻은 KCl용액의 농도이고, 25CENTIGRADE 에서 SCE의 전극전위는 0.242V이다.예제1. NHE를 기준전극으로 하여 전압을 걸었을 때, -.0532V가 나왔다면, Ag/AgCl로 전압을 걸었을 때 몇 V가 출력되는가?정답: -0.532V-0.228V = -0.760V3). Batteries1. Dry cell-Paper spacer(분리막): 이온통과 가능, 염다리 역할, 전자가 외부로 흐르도록 도움/ anodic half cell과 cathodic half cell이 두 개가 하나로 통합되어 일체형을 이루고 있음-Moist paste of ZnCl2 and NH4O2: 전해질-Layer of MnO2 : Cathode-Graphite cathode : 회로역할(위 그림에서는 흑연이 사용되었으며, 전기 전도성이 좋고 값이 싸며 집전체 역할을 함)-Zinc anode확인해야 할 것①. anode가 어떤 물질인가?②. cathode가 어떤 물지인가?③. 전해질이 어떤 물질인가(액체, 고체, 유기용매) ④. 분리막은 어떤 물질인가??. 케이스가 어떤 것인가?2.Mercury Battery-anode : Zn-cathode : steel-케이스 : 아연(오랫동안 전자 공급 가능)-전해질 : KOH, Zn(OH)2, HgO(액체 상태로 존재하며 많은 양이 내부에 있음, 좁은 공간도 고밀도의 에너지로 저장이 가능)-Anode의 Zn은 전극으로 사용-Cathode에서 Hg는 전자를 받아서 액체가 됨3. Lead storage battery(납축전지)-자동차 시동걸 때 사용하는 배터리-산화-환원 반응이 빠름-고출력에 활용-전해질: H2SO4(황산)-이온 전도도 매우 높고 잘 얼지 않음-네거티브 플레이트와 포스티브 플레이트가 직렬연결로 되어 있음-파란색 : Pb(Anode) / 회색: PbO2(Cathode)-Anode 반응이 진행딜수록 황산 이온이 줄어들고, 그 밀도를 측정하면 반응의 진행도를 확인 할 수 있음4. Solid State Lithium Battery-리튬은 무게가 가벼운 대신, 안정성이 떨어지고 표면적이 커서 덴드라이트가 생김-높은 전압차를 만들 수 있음-산화되기 가장 좋음(표준 환원전위가 가장 낮음)-자발적인 반응이 일어남-전해질 : 고체 전해질-Anode : Li-Cathode : TiS25.Fuel cell(연료 전지 = 수소 전지)-지속적인 반응물 공급이 필요한 전기 화학 전지

학교| 2024.06.20| 5페이지| 3,000원| 조회(91)

한밭대학교, 에너지화학, 화학생명공학과, 화학생명공학과정리족보

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한밭대학교 화학생명공학과 단백질공학 중간고사 정리 족보

1. 전자 배치와 화학적 특징-원자의 화학적 성질 결정: 최외각껍질, 원자가 껍질의 전자 개수-원자가 전자:원자가 껍질에 위치한 전자-원자의 반응성: 원자가 껍질에 짝을 이루지 않은 홀전자에 의해 발생-원자가 껍질이 다 채워진 원자는 반응성이 없으며, 비활성 상태(18족 원소)2. 공유결합-분자내의 원자는 다양한 정도의 힘으로 전자를 끌어당김-전기음성도:공유결합에서 원자가 전자를 끌어당기는 힘(원자의 전기음성도가 클수록, 원자는 공유 전자를 자신에게 더 강하게 끌어당김)-비극성 공유결합(전기음성도 차이<0.5):원자들은 전자를 균등하게 공유 = 비극성 분자-극성 공유결합(0.5<전기음성도차이<2.0):하나의 원자의 전기음성도가 강해 두 원자가 전자를 균등히 공유하지 않음 = 극성 분자, 일부 비극성 분자-전자의 불균등한 공유로 인해, 각 원자 혹은 분자에 약한 부분적인 양전하와 부분적인 음전하가 생김3. 수소결합-전기음성도가 큰 원자(O,N,F)와 공유결합 하고 있는 수소원자(δ+)가 인접한 분자에 있는, 또는 단일 거대분자 내부에서 또 다른 전기음성도가 큰 원자(δ-)에 서로 전기적으로 끌어당겨질 때 형성-살아있는 세포에서 전기음성도가 큰 상대 원자는 주로 O,N- 1개의 H2O는 최대 4개의 수소결합이 가능-수소결합이 많아질수록 결합을 끊어내기 힘들어짐-두 개의 극성분자 사이에서 일어남-수소결합에서 δ+는 무조건 수소-수용성 단백질(라이소자임)을 물에 녹이면, 물 분자에게 둘러 쌓이는데, 이때 수소결합과 수화가 같이 일어남. H2O의 산소는 라이소자임 분자의 약한 양전하에 끌리고, 수소는 라이소자임 분자의 약한 음전하에 끌린다. 이를 통해 (수용성)단백질이 물에 녹게 된다. 4. 수화-물이 다른 화합물에 결합하여 생긴 화합물-NaCl을 물에 녹이면, 물 분자가 Na+와 Cl- 이온을 둘러쌈으로서 수하함(이때는 이온 결합이 아님)

학교| 2024.06.20| 8페이지| 3,500원| 조회(145)

단백질공학, 한밭대학교, 화학생명공학과, 화학생명공학과정리족보, 화학생명공학과 ..

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한밭대학교 천연물화학 과제 Phalloidin / Phalloidin의 발견과 배경, 구조분석, 생합성 및 화학합성, 생화학적 기능 등

학과명화학생명공학과교과명천연물화학교수명학 번이 름제출일목 차Ⅰ.서론-Phalloidin의 소개3-Phalloidin의 발견과 배경4Ⅱ.본론-Phalloidin의 구조분석4-Phalloidin의 생합성 및 화학 합성5-Phalloidin의 생화학적 기능6-Phalloidin의 용도6Ⅲ.결론 및 느낀점7Ⅳ.참고문헌7Ⅰ.서론1). Phalloidin의 소개팔로이딘(Phalloidin)은 광대버섯(Amanita phalloides) 속의 독버섯에서 발견된 물질로, 7개의 아미노산으로 구성된 두고리 화합물(bicyclic heptapeptide)이다. 알광대버섯(Amanita phalloides)에서 유래한 독소를 아마니타 독소(amanita toxin)라 하며 이 독소는 사람에게 매우 치명적인 독소이다. Phalloidin은 다른 독성 물질과 달리 간세포만을 선택적으로 손상시키는 특성이 있으며, 이는 phalloidin 투여에 의해서 세포 원형질막의 변형이 간세포에 국한되고 타 세포에서는 일어나지 않기 때문으로 알려져 있다.또한, 팔로이딘은 F-actin(꼬인 섬유성 액틴)에 선택적으로 결합하여 필라멘트 말단으로부터 액틴 단량체의 해리를 억제하여 액틴 중합체를 안정화하는 기능을 한다. F-actin 중합체는 거의 모든 진핵 세포의 골격을 형성하기 때문에 형광 표지된 팔로이딘 접합체(Phalloidin conjugate)는 현미경을 사용하여 세포의 구조를 시각화하기 위한 유용한 probe가 될 수 있다.[1]그림1. Amanita phalloides 그림2. 팔로이딘 구조식그림3. Phalloidin conjugates 그림4. Phalloidin으로 염색 후 현미경으로 이미지화2). Phalloidin의 발견과 배경Phalloidin은 최초의 고리형 펩타이드 중 하나이다. 1937년 Feodor Lynen과 Ulrich Wieland가 광대버섯에서 분리하여 결정화하였다.[2] 이 구조의 특이한 점은 시스테인-트립토판 결합을 가지면서 이중 고리형 헵타펩타이드를 형성한다는 것이다. 이러한 결합은 Phalloidin의 구조를 특성화하기 어려워 난항을 겪었다. 이후 UV 분광법을 통해 트립토판 고리에 황이 존재함을 찾아냈고, 이 고리 구조가 약간 변화된 파장을 가지고 있다는 것을 발견했다. 또한, 연구자들은 탈 황화된 Phalloidin이 여전히 고리형이라는 것을 확인했는데, 이는 Phalloidin의 구조가 이환형(bycyclic)임을 입증하였다.[3]Ⅱ.본론1). Phalloidin의 구조분석팔로이딘은 복잡하고 특이한 구조를 가지는데, 그 이유가 시스테인-트립토판 결합을 포함하는 이환형 헵타펩타이드 구조이기 때문이다. 팔로이딘의 구조는 크게 세 가지로 나눠볼 수 있는데, 앞서 말한 Cysteine-Tryptophan결합, 페놀 구조, 원형구조로 이루어진다. 두 아미노산의 결합은 팔로이딘이 페놀 구조를 형성하게 하고, 황 원자가 존재함으로써 이환형 구조를 이룰 수 있게 하였다. 이 황 원자로 팔로이딘의 구조가 더욱 특이하게 생성될 수 있었다.[4]그림2. 팔로이딘 구조식2). Phalloidin의 생합성 및 화학 합성팔로이딘 합성을 암호화하는 유전자는 MSDIN 계열의 데스캡 버섯(Deathcap Mushrooms)의 일부이며 34개 아미노산의 프로펩타이드를 암호화한다. 프롤린 잔기는 나중에 팔로이딘이 되는 7개 잔기 영역에 인접해 있다. 번역 후, 펩타이드는 단백질 분해에 의해 절단되고, 고리화를 거쳐 수산화되고, 트립토판-시스테인이 가교 되어 tryptathionine을 형성하며 이후 에피머화되어 D-트립토판을 형성해야 한다.[5] 아직 이러한 단계에 대한 생합성 순서와 정확한 메커니즘이 완벽하게 밝혀지진 않았다. 현재까지 밝혀진 바는 생합성 유전자가 MSDIN 유전자 근처에 존재한다는 것이다.34-mer의 번역 후 첫 번째 변형은 10-아미노산“leader” 펩타이드를 제거하기 위해 prolyl oligopeptidase (POP) 로 절단하는 것이다. POP은 아미노산 1(Ala)과 아미노산 7(Pro) 사이의 트랜스펩티드화를 통해 헵타펩티드 Ala-Trp-Ala-Thr-Cys-Pro을 고리화한다. 이후 Trp-Cys 가교로 tryptathionine이 형성된다.[4]팔로이딘은 액틴 중합체를 결합하고 안정화하는 능력을 갖췄지만, 세포는 쉽게 팔로이딘을 흡수할 수 없기 때문에 과학자들은 팔로이딘 유도체가 연구에 더 유용하다는 것을 발견했다. 합성에서 가장 까다로운 과정은 tryptathionine 결합(Cys-Trp가교)의 형성이다.아래는 2005년 Andersom et al.이 수행한 합성 메커니즘이다. THPP는 tetrahydropyranyl polystyrene linker의 약자로, 합성 동안 분자를 고체 지지체와 연결하는데 사용된다.[5] 아래 합성은 단순히 출발 물질을 연결하기 위한 결합 형성 과정을 보여준다.3). Phalloidin의 생화학적 기능팔로이딘은 다른 체세포에 비해 간세포와 친화성이 강하며 세포막의 변형을 초래하는 세포막 특이성 독소(membrane specific toxin)로 알려져 있다. 분리된 간세포에 팔로이딘을 가하여 단시간 배양하면 특징적인 세포막 돌출 변형을 관찰할 수 있다. 이러한 현상은 세포막 수용체를 통해 흡수된 팔로이딘과 세포막 내면에 존재하는 단백질 세사(protein microfilaments) 사이의 반응에 의해 초래된다.[6]트립신은 다른 몇 가지 효소(chymotrypsin, elstase, phospholipase A)들과 같이 팔로이딘으로 초래되는 간세포막 변형을 차단하는 대표적인 팔로이딘 길항체로 알려져 있다.[7] 팔로이딘으로 유발되는 간세포막 변형에 대한 트립신의 작용기전은 “soluble recepter theory”가 제안된 바 있으나 트립신으로 용해되는 팔로이딘에 대한 간세포막 수용체는 확인되지 않았고, “공동 수용체에 대한 경합적 결합설”이 제안된 바 있으나 논란이 있다.4). Phalloidin의 용도팔로이딘은 이미징 도구로 사용될 수 있다. 팔로이딘을 형광으로 라벨링하고 광학 현미경 검사를 위해 액틴 필라멘트를 염색하는 데 사용된다. 이를 통해 세포 내 F-액틴 분포를 확인할 수 있다. 팔로이딘의 형광 유도체는 살아있는 세포나 고정된 세포에서 액틴 피라멘트의 위치를 파악하는 것뿐만 아니라 시험관 내에서 개별 액틴 필라멘트를 시각화하는 데 매우 유용하다.[8] 형광 태그 역할을 하는 fluorophore eosin에 접합된 팔로이딘을 사용하여 광학 및 전자 현미경 수준에서 F-액틴을 검출하기 위한 기술이 개발되었다. 형광 광산화로 알려진 이 방법은 형광 분자를 활용하여 diaminobenzidine (DAB)의 산화를 촉진하고 전자 밀도를 높여 전자 현미경으로 검출할 수 있는 반응 생성물을 생성한다. 포화한 양의 형광 팔로이딘을 사용하는 경우 시각화된 형광의 양은 세포 내에 존재하는 사상 액틴의 양을 정량적으로 측정하는 데 사용할 수 있다.[9] 따라서, 팔로이딘의 미세 주입과 함께 면역형광 현미경은 고분자 형성의 다양한 단계에서 세포질 액틴의 직접적 및 간접적 기능을 평가하는 데 사용될 수 있다. 결과적으로 형광 팔로이딘은 고해상도에 액틴 네트워크 연구에 중요한 도구로 사용할 수 있다.Ⅲ.결론 및 느낀점팔로이딘은 광대버섯 속의 독버섯에서 발견되며 이환형 헵타펩타이드 구조를 가졌다. 이를 혈류에 주사하면 간세포 파괴로 인한 급성 배고픔이다. 또한, F-actin에 선택적으로 결합하여 필라멘트 말단으로부터 액틴 단량체의 해리를 억제하여 액틴 중합체를 안정화하는 기능을 한다. 이러한 특성으로 생물학 연구에서 널리 사용된다.팔로이딘의 이환형 헵타펩타이드 구조는 난생처음 보는 형태였다. 고리형 펩타이드 구조도 보기 드문데 이환형 구조를 보며 이를 찾아낸 과학자가 경이로울 지경이었다. 고리형 펩타이드에 대해 궁금점이 생겨 추가로 찾아보았는데, 보통 항균성 또는 독성을 가지고 있으며 의학에서 이들을 항생제 및 면역억제제와 같은 다양한 용도로 사용하기도 한다고 한다.팔로이딘은 1937년에 표도르 린넨과 올리히 빌란트에 의해 분리되었고, 거의 90년의 세월이 흘렀음에도 불구하고 정확한 합성 메커니즘이 밝혀지지 않았다는 게 흥미로웠다.현재로서의 용도로는 형광 표지를 통해 세포 내 F-actin의 분포를 확인하는 것밖에 없지만, 앞으로의 새로운 발견이 우리에게 어떤 영향을 미칠 수 있을지 기대된다.

자연과학| 2024.06.20| 8페이지| 2,000원| 조회(172)

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한밭대학교 화학생명공학과 단백질공학 기말 정리 족보

Ch.3 Recombinant DNA Technology1). DNA 재조합 기본 절차①. 필요한 재료-Vector(=Plasmid) : Target DNA가 삽입되는 DNA 운반체-Target DNA(=Insert DNA) : Vector에 삽입 할 DNA 부분-Restriction enzymes(제한효소):Target DNA와 Cloning vector를 자르는 역할-T4 DNA ligase(bacterio phage) : 제한효소로 잘린 DNA를 다시 붙이는 역할. 식세포 작용을 함(박테리아를 잡아먹음), DNA가닥의 당-인산을 결합시킬 수 있음②. Plasmid를 이용한 DNA재조합 방법-Source DNA를 제한효소를 이용해 잘라 Target DNA 확보 + Cloning vector(Plasmid)를 제한효소를 이용해 잘라 선형의 DNA로 만듬-DNA ligase(T4 DNA ligase)를 이용하여 Insert DNA(Target DNA)를 Vector DNA에 부착. 이때, Vector의 크기는 Target DNA의 2배 이상의 크기를 가져야 함-만들어진 DNA construct를 Host cell(숙주세포)에 삽입-목적에 따라 Gene cloning과 Gene expression& Protein production으로 나눌 수 있음-Gene cloning: 관심 유전자 증폭(복제). 해충 저항 유전자를 삽입한 식물 생산 등-Protein production : 관심 유전자로부터 발현된 단백질을 활용③. Restriction Endonucleases(핵산 안쪽을 잘라내는 제한 효소들)-박테리아 제한효소(restriction enzyme)는 제한효소 자리(인식서열)라는 특정 염기서열을 인지하고 DNA를 절단함-제한효소는 다양한 크기의 DNA 분자(=제한효소 절편)을 만들 수 있음-Sticky end와 Blunt end를 만들 수 있음-특정 DNA 분자를 제한효소로 절단하고 그 제한효소 절편들을 보기 위해, 젤 전기연동(gel electrophore)는 3’-DNA를 엇갈리게 자르는 제한 효소-인식서열이 짝수(주로 6개, 4개)-같은 제한효소로 잘린 Sticky end는 항상 같은 서열을 가지므로 둘을 붙일 수 있음-Blunt end보다 DNA ligation 효율이 좋음?. Blunt-end-DNA 두 개의 가닥을 수평으로 자름(매끄럽게 절단)-잘린 두 DNA의 위,아래 가닥은 완전히 일치하며 방향성이 없음-DNA ligation 효율이 떨어짐?. Blunt end가 Sticky end에 비해 DNA ligation효율이 떨어지는 이유-DNA ligation은 DNA 단편을 연결하는 역할로 DNA단편의 끝을 이어 붙임-Blunt end단편은 모든 끝이 일치하고 방향성이 없다는 특징을 가지고 있기 때문에 연결하기 위해서는 정확한 맞물림 필요로 함-Sticky end 단편은 상보적인 sticky end 단편과 맞물리기 쉽게 되어 있어 상대적으로 접합 효율이 좋음2). Recombinant plasmid vector 제작을 위한 제한효소 사용 전략(5가지)①.동일한 제한효소로 sticky end로 자른 경우-일반적으로 상보적 결합이 가능한 염기수가 많을수록 ligation효율이 좋음 = 안정한 결합 형성 가능- 방향성이 명확함②. 동일한 sticky end제한효소 사용, 2개의 상보적 결합 가능인 경우-동일한 sticky end 제한효소를 사용하였지만, 상보적 결합이 가능한 이빨 수가 2개인 경우-Nde1 효소의 경우 reading fram에 개시코돈인 ATG가 있음. Nco1에 비해 이빨수가 적음에도 불구하고 선호도가 높은 이유는 ATG뒤에 어떤 서열이 와도 상관없이 사용이 가능하기 때문③. 서로 다른 sticky end 제한효소를 사용했을 경우-서로 다른 제한효소를 사용했지만, 상보적 결합이 가능한 이빨을 가진 경우-위 예시로 ligation한 후 다시 절단이 불가함. 가상으로 절반을 잘랐을 때 상보적인 결합이 되지 않기 때문.④. Blunt end 제한효소 사용하기-DNA가 평행하게 잘렸기 때문에 방향NA3’→5’방향으로 분해하는 exonuclease 역할을 함-이는 지연가닥 중 선도가닥의 시발체인 RNA를 먹어들어가는 역할도 함-두 역할을 하면서 속도는 느리지만 정확한 합성이 가능함(잘못된 부분을 수정 및 검증 하면서 에러를 줄여줌)-시험문제에는 source DNA와 Cloning vector의 서열을 제시하고, 제한효소를 이용해 Recombinant 하는 방법을 서술하라고 나올 듯 함일반적으로 target DNA에 사용된 제한효소와 Cloning vector 절단에 사용된 제한효소가 같으면 ligation 효율이 가장 좋음. but, 그것이 불가할 경우 위 우선순위 대로 절단.-서로 다른 제한효소로 자른 경우는 이빨을 달리 구별할 것+T4 DNA ligase로 절단된 부위를 붙임3). Plasmid Cloning Vectors-동일한 DNA를 복제하여 증폭하는 것①. E.coli cloning vector의 필수 세 가지 조건-ori sequence : ORI는 plasmid가 복제될 수 있도록 함. E.coli에서 복제하기 위해 적절한 ORI가 필요-Antibiotic resistant gene(= selectable marker)1~2개:항생제 저항성 유전자로 특성 항생제에 대한 내성을 가짐. 유전자 발현벡터를 삽입한 호스트 세포에 항생제를 처리함으로써, 그 중 항생제 저항 유전자가 삽입된 세포만 생존하고 성장할 수 있도록 구별하는 용도항생제 저항 유전자 앞에는 발현될 수 있도록 하는 promotor가 삽입되어야 함-MCS(multiple cloning site): 원하는 유전정보가 담긴 DNA절편을 삽입하는 부위로 이 MCS에 존재하는 제한효소를 이용하여 목적 DNA를 끼워 넣을 수 있음-Amp^r gene : 항생제 저항 유전자-Origin of replication : ORI로 이게 있어야 복제 가능-lacZ gene : 항생제 저항 유전자로 MCS안에 삽입되어 있음-Multiple cloning sequence : 목적 DNA를 삽입하는 부위 일어날 수 있음. 이를 막기 위해 Alkaline phosphate treatment 처리를 통해 인산염을 제거 함→ 직선 양쪽이 OH 형태가 됨-Alkaline phosphate를 확실하게 제거함(65℃ 열처리 하여 불활성화 시킴)-Plasmid DNA와 Target DNA를 섞음-T4 DNA ligase를 이용하여 Plasmid DNA와 Target DNA 부착-Plasmid DNA에는 5‘(인산)이 없어 연결이 안되는 Nick이 발생(윗 가닥, 아랫 가닥 각각 1 개씩). 하지만, Target DNA길이가 길어 이중가닥의 수소결합 길이가 길기 때문에 비교적 안정화 되어 있음. (Open circular형태 유지, No super coiled)-Transformation을 통해 Host cell에 open circular 첨가.(E.coli Host cell에 Nick을 붙여주는 효소가 있음)①. single digestion의 문제점- 특정 제한효소의 인식부위가 DNA내에 반복적으로 나타나는 경우 많은 조각이 생길 수 있음- self ligastion(절단 부위가 다시 붙는 것)되는 경우가 있음?. Host cell로 Transformation을 할 때, super coiled형태의 DNA가 Open circular 보다 더 잘 들어가는데도 불구하고 Nick을 만들어 Open circular 형태로 두는 이유는 Plasmid DAN의 single digestion을 막기 위해서 이다.?. Single digestion 막는 방법 : Alkaline phosphate treatment 처리 하기 or Double digestion 하기5). Gene cloning by Double digestion- Target DNA와 Plasmid DNA 둘 다 서로 다른 2개의 제한효소를 이용하여 절단- Plasmid DNA의 경우 잘린 조각이 다시 붙어버리는 경우가 있는데, 이때 칼럼을 통과시키면 다시 짧은 조각을 제거할 수 있다.- Target DNA와 Plas 증폭하여 클로닝에 이용-세 단계의 과정을 반복하면서 그 결과 동일한 DNA의 분자 수가 기하급수적으로 증가(2^n)-PCR 증폭 자체로는 세포에서 유전자 클로닝을 대체할 수 없음. 대신 클론화하기 위한 목적으로 특정 DNA 절편을 만드는데 사용-필요한 재료: DNA중합효소(Taq DNA polymerase), 2개의 Primer(=RNA시발체/forward, reverse), dNTC(dATP, dCTP, dGTP, dTTP인 4가지 DNA nucleotides), 10배 농축된 DNA polymerase reaction buffer?.PCR에 필요한 재료들-Taq DNA polymerase: 2-4kb/min 으로 합성 속도가 빠른 DNA중합효소로 에러가 많아 확인 및 검정의 용도로 사용함(열에 안정)-dNTP :dATP, dTTP, dGTP, dCTP인 4가지 DNA nucleotides로 상보적 합성을 진행할 때 필요-DNA polymerase reaction buffer-dsDNA template: 증폭할 DNA 부분이 존재하는, 증폭 대상이 되는 DNA 2중가닥-DNA Primers(Forward/Reverse)②. PCR cycle 3단계(Standard protocol)-각 cycle이 3단계로 구성, 일반적으로 30cycle 수행-각 cycle마다 2배로 증폭-PCR product = Template DNA * 2^30-반응액 기화 방지 및 뚜껑 수분 제거를 위해 뚜껑의 온도를 105℃ 설정a). Denaturation(변성): 고온에 의한 DNA 변성으로 2중가닥을 단일 가닥으로 품95℃ 45s (첫 번째 cycle의 경우 추가2~5min/ 2:40 )b). Annealing(결합): 시발체(Primer)가 목적 염기서열의 끝부분과 수소결합을 형성하도록 온도를 낮춤55±α℃ 45s (DNA Primer길이 고려해서 조절)c). Elongation(신장): DNA polymerase에 의한 DNA합성 5‘→3’72℃ 1min(DNA size에

학교| 2024.06.20| 6페이지| 3,500원| 조회(112)

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