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바이오의약산업의 현황과 전망

바이오의약산업의현황과 전망Ⅰ. 서 론1. 연구 개요: 필요성, 목표(1) 연구의 필요성(2) 연구의 목표2. 바이오의약산업 선정 배경(1) 바이오의약산업의 중요성(2) 바이오기술 패러다임 변화와 글로벌 네트워킹Ⅱ. 바이오의약산업의 환경과 변화1. 바이오의약산업의 특성2 바이오의약산업 환경의 변화3. 바이오의약산업의 기술패러다임 변화III. 바이오의약산업 현황 및 구조1 세계 바이오의약산업과 국내 바이오의약산업간 비교(1) 바이오의약 산업 경쟁력(2) 바이오의약 출판건 수(3) 바이오의약 특허출원건수(4) 현재 개발 중인 신약 건수(5) 기업간 제휴 건수(6) R&D 투자 수준2 국내외 기업간 비교(1) 세계 주요 바이오 제약기업(2) 국내 주요 바이오 제약기업Ⅳ 국내 바이오의약산업의 전망1 SWOT 분석과 경쟁력 변화 전망2 우리나라 기술 동향과 기술경쟁력 전망3 시장전망4 세계속의 위상I. 서 론1. 연구 개요: 필요성 및 목표(1) 연구의 필요성○ 막대한 부가가치 창출이 예상되는 바이오시장을 놓고 전세계 각국이 치열한 경쟁하는 가운데, 국내에서도 대학, 연구소, 바이오벤처 등의 연구개발이 활발하고 세계적인 연구 성과가 생산되고 있음.- 그간 정부는 ’83년 ?생명공학육성법? 제정이래, 생명공학에 대한 국가차원의 체계적 연구개발 육성에 착수하였으며, ‘팩티브’ 개발 등 괄목할만한 연구성과를 거양○ 하지만, 바이오 분야 R&D 투자를 통한 혁신주도형 경제로의 전환을 위해서는 R&D 투자의 양적증대와 더불어 선택과 집중에 근거한 종합적이고 효율적인 연구개발 지원 전략 필요- 국가연구개발사업에서 바이오분야 투자는 지속적으로 증가하였지만, 선진국에 비해서는 절대액수 면에서 크게 열세- 부처별 바이오 분야 연구개발에 대한 경쟁적 추진 등으로 연구개발투자의 효율성 저하문제가 야기된바, 선택과 집중, 기술단계별 프로그램 연계 및 범부처적 협조가 필요○ 바이오의 R&D 투자성과 및 상업화를 촉진하기 위한 국가차원 바이오 연구개발 추진 전략을 수립 필요- 바이오 분야 국내 등○ 이러한 바이오기술 패러다임의 변화, 이와 연계된 글로벌 네트워킹 확대 관점에서 볼 때, 바이오의약산업 육성을 위한 분석과 전략은 매우 중요Ⅱ. 바이오의약산업의 환경과 변화1. 바이오의약산업의 특성□ 바이오산업의 범위○ 바이오산업(Bioindustry)은, 생물자원을 기반으로 생명공학기술을 혁신도구로 사용하여 창출되는 신산업군과 함께 기존산업이 생명공학기술을 활용한 혁신기작을 통해 재탄생된 산업군을 포괄- 기술의 급속한 발전과 기술융합 현상으로 인해 바이오기술의 산업혁신 범위가 확대됨에 따라 바이오산업 범위는 지속적 확산 추세- 우리나라에서는 바이오산업을 바이오의약, 생물화학, 바이오식품, 생물환경, 생물전자, 생물공정 및 기기, 바이오에너지 및 자원, 생물검정, 정보서비스 및 연구개발의 8개 분야로 분류□ 바이오의약산업의 특성○ 바이오산업은 건강, 식량, 환경 등 인류난제의 해결과 직결되어 있으며 연구개발 비중이 크고 원천기술 확보가 중요한 기술집약적 고부가가치 지식산업- 복합 및 융합기술의 발전이 빠르게 진전되고 있음.- 우리나라를 포함하여 전 세계적으로 우수인력이 집중되고 있는 유망산업○ HGP 완성 이후의 새로운 패러다임과 바이오 격차(genetic divide) 구도 상의 국제경쟁력과 시장선점을 위하여, 세계적인 경쟁이 치열한 글로벌 산업- 연구개발 투자 규모, 기업 규모, 시장 규모 등이 글로벌 수준에서 규모의 경제를 구축할 수 있어야 경쟁력을 확보할 수 있음.○ 기초연구를 담당하는 대학, 공공 연구기관과 함께 중소 벤처기업, 중견 및 다국적 대형 제약기업, 임상병원 등 다양한 분야 주체간 협력이 필요하므로 국내 뿐 아니라 범세계적인 협력/연계 관계의 활성화가 경쟁력 확보에 매우 중요- 첨단 및 복합기술을 활용하고 제품개발 단계가 다단계로 이루어져 다양한 혁신주체간의 역할 분담 및 협력이 필수적- 연구능력에 기반하는 상업화 능력이 중요한 산업으로 첨단 연구개발 능력과 함께 인허가, 생산, 마케팅 단계 역량이 중요○ High Risk, High Renomics), 단백질체학(proteomics), 생물정보학(bioinformatics)에 이어 시스템생물학(systems biology)의 중요성이 증폭□ 글로벌 네트워킹의 확산○ 대학, 연구기관, 바이오기업, 제약기업 등 바이오산업 혁신주체간의 네트워크 구성 및 협력 정도에 따라 바이오산업 경쟁력이 결정됨에 따라 세계적으로 바이오산업의 협력관계가 증가1993년～2004년간 다국적 제약기업의 협력 건수자료: BioWorld Financial Watch, American Health Consultants, BioCentury(2005)Ⅲ 바이오의약산업 현황 및 구조1. 세계 바이오의약산업과 국내 바이오의약산업간 비교(1) 바이오의약 산업 경쟁력< 세계 각국의 의약산업 경쟁력 (2003년 기준) >구분세계북미유럽일본한국의약품 시장480조원244조원122조원56조원7조원1위 기업 매출액36조원36조원35조원9조원0.5조원매출대비 연구비-10-25%10-15%4-5%경상이익률-10-35%10-20%5-10%기업당 연구원 수-50-15,000명300-2,000명20-200명신약 연구 경험-60년100년35년15년신약개발 수/년40개11개17개9개1개자료: 보건신문사 (2005)분석○ 2003년도 국내 의약품시장은 약 7~8조원 규모로 세계시장의 약 1.5~2.0%의 규모- 기업의 매출규모는 국내 최대 제약기업인 동아제약이 연간 약 0.5조원으로서 세계 최대의 화이자사에 비하면 약 1/72 규모이고, 일본 최대의 Tadeda사에 비해서도 약 1/18 규모○ 연구인력 규모도 국내 최대기업이 약 200명 수준으로 일본의 약 1/10, 미국의 약 1/75 수준- 하지만 최근들어 국내 제약기업의 R&D 인력은 꾸준히 증가하여 1996년 기준 전체 고용인력의 6.5% 수준에서 2003년도에는 8.1% 수준으로 증가하고 있음.○ R&D 투자비용, 신약개발 경험 등에 있어서도 국내의 제약업체는 미국, 유럽 등의 회사들과 비교해 볼 때 매우 열등한 수준임.(2) 바이오의약 출판건 증가(6) R&D 투자 수준분석- 전체적으로 바이오부문에 대한 연구개발투자는 규모가 작고, 지원과제수가 많아 제 품화기술 개발을 충분하게 지원하는 데는 한계가 있음.- 바이오산업계에서는 설비부문보다는 R&D 인력, 전임상 및 임상실험에 소요되는 실험/평가/인증 비용 등 SW적인 투자비중이 더 높으며, 이에 대한 자금부족이 더욱 심각한 실정임.- 정부의 바이오 R&D 지원 추진체제의 주요 문제점으로는 선택과 집중에 따른 전략 미비와, 부처간/기술단계별 연계 및 산업체의 참여 부족, 투자지원 및 평가 시스템 구축 미흡 등을 들 수 있음.2 국내외 기업간 비교(1) 세계 주요 바이오 제약기업화이자1.기업역사(1) 기업정신* 새로운 시대 *화이자는 성장과 기회를 상징하고 있다. 즉 최대의 기업. 최고의 기업을 의미하고 있는 것이다. 화이자는 건강관련 두 기업이 합쳐져서 새롭게 탄생하였으며, 이는 곧 전세계 최대 규모의 가장 유능한 인재들로 구성된 생명공학 연구 조직의 탄생을 의미한다. 화이자는 각 제품 당 매출액이 10억 달러 이상을 기록하는 제품만도 8개나 되는 전문의약품 시장과 세계 최고의 동물약품 부문에서 최고의 영업, 마케팅, 제조공정 등에서 두각을 나타내고 있다.* 전세계인의 삶의 질 향상 *화이자는 25개 이상의 언어가 사용되는 150개국 이상에서 보건 및 건강을 증진시키기 위해 노력하고 있다.화이자 제약그룹( Pfizer Pharmaceuticals Group)워너-램버트 소비자 그룹(Warner-Lambert Consumer Group)화이자 글로벌 연구개발(Pfizer Global Research and Development)화이자 동물약품 그룹(Pfizer Animal Health Group)(2) 설립배경1840년대 사촌 형제 찰스 화이자(Charles Pfizer)와 찰스 에어하트(Charles Erhart)가 독일 루드빅스부르크에서 미국으로 이주.독일에서 약제사 수련생으로 화학을 공부한 찰스 화이자와 칼 프레드릭 화이자(Carl Frederi 모델에 기초해 신약의 예상 실적을 꼼꼼히 따져보고 수익성이 없다고 판단되면 해당제품 개발을 포기한다< 투자분야 >화이자는 의약품 제조업체로서는 세계 최대의 R&D 조직인 화이자 연구개발조직PGRD (Pfizer Global Research & Development)를 보유, 매년 약 50억달러(약 6조원)를 연구개발에 지속적으로 투자하고 있다.화이자의 과학자들은 우울증, 발기부전, 고지혈증, HIV 감염, 고혈압, 진균감염 등의 연구 분야에서 획기적인 치료제를 개발해냈으며, 지금 이 순간에도 암, 관절염, 골다공증, 뇌출혈 등과 같은 난치성 치료제 개발에 박차를 가하고 있다.브리스톨마이어스1. 기업의 역사1887 William McLaren Bristol과 John Ripley Myers 에 의해 법인 설립1924 세계 26개국에 수출을 시작1929 뉴욕증시에 상장1989 Bristol-Myers와 Squibb Corp.이 합병하여 BMS 탄생1998 'The National Medal of Technology' 수상1999 HIV/AIDS지원 프로그램인 'Secure the Future'발표2001 'Fortune지' 선정 미국에서 가장 존경받는 제약회사2001 듀폰 제약사업을 인수2002 정신분열병치료제인 어빌리파이 출시2003 에이즈치료제 레야타즈 FDA 승인2. 기업환경Bristol-Myers Squibb Company는 44,000명의 직원들이 300 개의 생산 시설, 분배, 관리, 연구 개발 그리고 다른 지원부서에서 일하고 있는 회사로, 명실공히 전세계 모든 국가의 소비자들을 위해 노력하고 있다고 할 수 있겠습니다.。 미국내 본사 및 전세계 총 100개국 지사/ 54,000여명의 직원/ 9,000여명의 연구원브리스톨 마이어스 스퀴브(Bristol-Myers Squibb)사는 1887년 설립 이래로 의약품의 품질을 100% 신뢰하지 않고서는 판매치 않을 만큼 엄격하고 정확한 내부 절차와 다이나믹한 경영구사로 잘 알려져 있으며, 5천만달러이상 판매하는니다.

의/약학| 2009.09.25| 40페이지| 3,000원| 조회(2,413)

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바이오 의약산업의 현황과 전망

바이오 의약산업의 현황과 전망차례Ⅰ.서론 Ⅱ.바이오 의약산업의 환경과 변화 Ⅲ.바이오 의약산업 현황 및 구조 Ⅳ.국내 바이오 의약산업의 전망Ⅰ.서론1.연구 개요 : 필요성 및 목표 (1)연구의 필요성 •막대한 부가가치 창출 예상 •바이오 분야 R D투자를 통한 혁신주도형 경제로의 전환 •바이오의 R D투자성과 및 상업화 촉진 위한 국가차원 추진 전략 필요(2)연구의 목표 산업의 혁신 경쟁력 분석 및 향후 전망제시 •바이오 의약산업의 중요성과 연구개발 환경 변화 분석 •국내 바이오 의약산업 현황과 전망 분석2.바이오 의약산업 선정 배경 (1)바이오 의약산업의 중요성 ① 경제성(부가가치) ② 기술혁신 및 사회환경 변화로 인한 시장확대 가능성 ③ 글로벌화 영향 ④ 우수 인력의 집중(2)바이오 기술 패러다임 변화와 글로벌 네트워킹 • 생물학지식의 코드화가 디지털화로 확대 • IT,NT등의 신기술과 융합 되며 다양한 혁신 주체간의 협력 및 연계 중요성 확산 • 국경을 초월하는 다양한 협력관계 증가Ⅱ.바이오 의약산업의 환경변화1.바이오 의약산업의 특성 (1)바이오 산업의 범위 • 생물자원을 기반으로 생명공학기술을 혁신도구로 사용하여 창출되는 신 산업군과 함께 기존산업이 생명공학 기술을 활용한 혁신 기작을 통해 재 탄생된 산업군 포괄 • 바이오 의약, 생물화학, 바이오 식품, 생물환경, 생물전자, 생물공정 및 기기, 바이오 에너지 및 자원, 생물검정, 정보서비스 및 연구개발의 8개 분야로 분류(2)바이오 의약산업의 특성 • 건강, 식량 환경 등 인류난제의 해결과 직결 되어있으며 연구개발비중이 크고 원천기술 확보가 중요한 기술집약적 고부가가치 지식 산업 • 인간게놈프로젝트 완성 이후의 새로운 패러다임과 바이오 격차구도 상의 국제 경쟁력과 시장선점을 위하여, 세계적인 경쟁이 치열한 글로벌 산업• 다양한 분야 주체간 협력이 필요하므로 국내 뿐 아니라 범세계적인 협력/연계 관계의 활성화가 경쟁력 확보에 중요 • High Risk, Long Term Investment의 산업 • es.CountryNumber of drugs under development Prt million capitaUnited Kingdom14.3United States11.4Belgium8.6France6.4Germany6Netherlands5.6Finland4.8Norway4.2Japan3.9Spain1.5(5)기업간 제휴건수 2004년도 바이오 기업간, 바이오-제약기업간 국외 제휴 건수 자료: Burrill Company (2005)(6) R D 투자 수준• 전체적으로 바이오 부문에 대한 연구 개발 투자는 규모가 작고, 지원과제 수가 많아 제품화기술 개발을 충분하게 지원하는 데는 한계가 있음.• 바이오 산업계에서는 설비부문보다는 R D 인력, 전임상 및 임상실험에 소요되는 실험/평가/인증 비용 등의 투자비중이 더 높으며, 이에 대한 자금 부족이 더욱 심각한 실정임. • 정부의 바이오 R D 지원 추진체제의 주요 문제점 으로는 선택과 집중에 따른 전략 미비와, 부처간/ 기술단계별 연계 및 산업체의 참여 부족, 투자지원 및 평가 시스템 구축 미흡 등을 들 수 있음.2.국내 제약산업 연구개발 투자비 및 인력현황 (1) 연구기관 일반현황(2)연구 개발비 현황상장제약기업의 매출액산업.자본금 규모별 연구개발비 비중연구개발비의 재원 및 사용(3)연구개발 인력현황연구인력 전공현황3.국내외 제약기업 (1)세계 주요 바이오 제약기업 ①화이자 *기업환경 국 가 : 미국 설립자 : 찰스 파이저(Charles Pfizer), 찰스 에르하르트 설립일 : 1849년 본 사 : 뉴욕주 뉴욕 한국지사 : 한국화이자제약(주) 총자산 : 335억 1000만 달러(2000) 매출액 : 295억 7400만 달러(2000) 제 품: 노바스크 (고혈압/협심증) 디푸루칸 (진균감염증) 카두라 (고혈압/전립선비대증) 졸로푸트 (우울증/강박장애/공황장애)*기업특성 세계 20대 의약품 중 5개의 제품을 보유. 화이자가 생산하는 의약품 중 9개 제품 각각의 치료분야에서 미국 시장 1위 §.마케팅 전략 ■ stem)형 개량신약을 개발하기 위해 노력 . 기존 의약품보다 약효 및 생체 이용률,안전성,안정성,복용 편의성 등을 개선시킨 개량 신약 연구와 함께, 글로벌 신약개발을 위하여 화합물에서 천연물에 이르기까지 다양한 신약 후보 물질의 제형 연구를 진행. 현재 생리 활성 물질의 나노 구조체를 제조하여 약물의 가용화 및 생체 이용률을 개선하는 연구를 진행중.임상과제합성 의약품및 천연 의약품동아제약 홈페이지 http://www.donga.co.kr [2008년 1월 15일자]바이오 의약품동아제약 홈페이지 http://www.donga.co.kr [2008년 1월 15일자]자체 개발 신약스티렌 정-위염 전문 치료제 1. 국내최초 자체개발 방어인자 증강제 2. 염증 유발인자인 NF-kB를 차단하여 IL-1b, TNF-a,LT등 염증성 Cytokine의 생성억제(항 염증작용) 3. PG생성, 점액분비 촉진, 혈류량 증가시켜 위점막 보호, 손상세포 치유촉진(방어인자 증강작용) 4. HSP,VEGF,EGF 생성으로 위점막조직 재생촉진(위점막 재생작용) 효능 및 효과 : 다음 질환의 위점막병변(미란, 출혈,발적,부종)의 개선- 급성위염, 만성위염②유한양행 *기업환경 창립일 : 1926년 6월 20일 설립자: 유일한 주식수 : 9,371,219주 직원수 :1401명 대표적인 제품: 안티푸라민(외용 진통소염제), 삐콤씨(비타민 B·C 보충제)*기업특성 • 영국 글락소스미스클라인에 기술 이전하였고 한국능률협회 새천년 지식경영대상과 한국인 재경영대상을 수상 • 주요 사업:의약품․화학약품․공업약품․농예약 품․수의약품 및 농축사료 첨가제등의 제조 및 매매, 의약기구․위생재료 등의 제조 및 매 매, 식료품․청량음료․보존음료 수 및 기타 가 공식품의 제조 및 매매, 부동산의 매매 및 임 대업, 생활용품의 제조 및 매매, 통신판매업, 투자 및 수출입업 등유한양행 홈페이지 http://www.yuhan.co.kr [2008년 1월 15일자]*중앙연구소 • 유한양행의 미래 비전을 담당하고있는 중심축r/ [2008년 1월 15일자]*중앙연구소 미국의 우수 생명공학인 벤처인 Molecumetics사와의 공동연구로 천식치료제와 관절염치료제를 연구 2000년에는 미국의 PVRI와의 공동연구를 통해 화학 유전체학을 기반으로 한 타겟규명과 검증체제를 구축함. 2001년에는 미국 시애틀에 화학 유전체학 전문 연구기관인 CGEN 연구소를 설립하여 난치성 질병을 극복할 수 있는 새로운 물질의 탐색과 바이오테크놀로지를 이용한 신규 질환 타겟을 발굴하는 연구에 주력.*신약연구실 A. 중점 연구 영역 : 화학유전체학기술을 핵심으로 하여, 전사 인자와 전사 인자의 활성에 중요한 보조 인자들에 대한 연구에 집중하고 있음. B. 중점 질환 영역 : 항암제, 항염증제 개발에 집중하고 있으며, 작용기전과 질환과의 상관관계를 확보하는 연구계가 확립되어 있음. C. 국제적 연구 역량의 확대 : 미국내 자체 연구소(미국 시애틀 연구소)와 C C 신약 연구소(일본 쥬가이 -로슈그룹과의 합작 연구법인)를 중심으 로 운영중. 해외의 연구소와 공동연구를 위한 파트너십을 체결 등으로 연 구역량을 지속적으로 확장하고 있음. D. 자체 연구역량 강화 : 화학유전체학 연구를 위한 고유한 화합물 라이브러 리 및 HTS스크리닝을 기본으로, 최신 실험 기법중의 하나인 HCS실험법 확립에 주력하고 있음. 1차원적인 스크리닝 결과의 해석에서 2차 3차원 적인 실험결과를 토대로 작용기전과의 상관성을 확보해가고 있음.임상과제 2008.10약품명개발단계비고신약연구항암제선도물질 최적화 연구일본 쥬가이와 공동연구 수행중뇌졸중 치료제임상 1상뉴로테크와 공동연구 수행항암제연구단계항염증제연구단계합성연구Cephamycin7-MAC제품출시핵심중간체Cefminox제품출시Cefmetazole제품출시Cefotetan연구완료CarbapenemAzidonePilot Study핵심중간체M2-Phosphate연구단계핵심중간체Imipenem제품출시First GenericMeropenemPilot StudyPanipenem연구완료⑤녹십자 *기업흡하여 혁신적인 신약개발 가능성이 낮음. • 선진국 수준 GXP(GLP, GMP, GCP) 체계 및 생산시설이 미흡 GLP:Good Laboratory Practice GMP:Good Manufacturing Practice GCP:Good Clinical Practice • 입체적 기술분석 전문인력의 부족함. • 실질적인 산․학․연 역할분담에 따른 공동연구 체계의 미흡하여 자원의 효율적 이용이 어려움.◆기회 • 제네릭 및 개량신약의 선진국 시장 진출 가능성이 높음. • 합성연구와 제제연구의 강점을 이용한 최신표적의 신규구조 화합물 신약개발 가능성 높음. • 인도 및 중국 등과 같은 경쟁국에 비해 기술개발 수준이 높아 핵심기술의 IP화가 가능 • 정부가 향후 미래 전략산업으로 인식하여 바이오의약산업에 대한 육성의지가 높음.◆위기 • 인도, 중국 등 경쟁국에 비해 가격 경쟁력 열세로 연구 생산성을 극대화 시킬 필요 •국내 제약기업간의 M A를 통한 시너지 창출이 어렵고, Partnership 구축에 의한 경쟁력 확보 어려움. • 이공계 기피현상의 심화로 우수 인력의 양성이 어려움.(2)경쟁력의 변화전망 • 2005 ~ 2020년간 연평균 1.5 ~ 3% 수준으로 증가 예상. • 미국과 우리나라의 기술격차는 2005년에서 66개월에서 2010년에 42개월, 2015년에 21개월까지 좁혀질 것으로 예상되었고, 특히 마케팅, 제품개발, 기초연구단계의 경쟁력 격차가 상대적 으로 크게 감소 할 것으로 전망 .2. 국내 기술 동향과 기술경쟁력 전망3.시장전망 • 국내 바이오 신약・장기・칩 산업은 향후 2020년까지 생산기준 연평균 성장률 19%로 성장할 것으로 전망되어 세계시장 성장률 14% 크게 상회할 것으로 보임. • 국내 바이오 신약・장기・칩 산업의 부가 가치액 역시 19% 수준으로 성장하고 2005년 현재 생산 대비 부가가치 비중 61% 는 2020년 63%로 증가할 것으로 전망.1,206.902,071.607,218.70110,09920.5013.7015.906.ow}

의/약학| 2009.09.25| 92페이지| 2,000원| 조회(1,146)

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플라톤의 <국가론>과 아리스토텔레스의 <정치학>

플라톤의 과아리스토텔레스의 Ⅰ.머릿말국가론은 플라톤이, 정치학은 아리스토텔레스가 지었다. 그 둘은 같은 그리스시대에서 살았지만 사상은 틀린 부분이 많다.우선, 플라톤의 에서 철학사상의 근원은 이데아론(Idea>이다. 이데아란 이념, 이성, 관념을 뜻한다. 그는 모든 사물에는 그 사물의 이념이 존재한다고 생각하였다. 이데아는 그 사물의 불변하는 성질을 지칭하여, 그는 이데아 세계와 현상세계의 이원적 세계관으로 나누어진다고 하였다.이데아의 세계는 이성이 대상으로 초감각적 세계인 불변, 이성, 이념의 세계를 말하고, 현상세계는 감각대상으로서 경험, 유전, 감각, 생멸의 세계를 말한다. 따라서 현상세계의 실체는 모두 이데아의 모방에 지나지 않거나 또는 이데아 세계의 그림자에 지나지 않으며 영원불변하지 않다고 보았다.플라톤은 국가의 기원과 발전에 관하여 현실주의자였다. 그는 국가의 경제적 기반을 솔직히 인정하고 국가가 처음에는 경제적 필요에서 발생하였다고 서술하고 있다. 플라톤적인 국가의 목표는 철학에 의해서만 학문적으로 인정되고 또한 실천될 수 있는 최고의 덕에 의거한 만인의 최고 행복이다.철학 분야에서의 아리스토텔레스는 17세기말까지 서양사상에 지대한 영향을 끼쳤다. 아리스토텔레스는 그리스 최고의 사상가로 손꼽히는 플라톤의 제자였으나 그와는 사상을 달리하였다. 그의 저서 에 자세한 바가 나와있다. 은 플라톤의 와 함께 대표적인 고전으로 인정받고 있으며 플라톤의 ‘이상국가론’을 반대하고 있다. 이데아를 실현하기 위해 재산은 물론 처자식까지 공유해야 한다는 이상국가를 내세우는 플라톤의 비해 아리스토텔레스는 조화로운 국가, 질서있는 국가가 이상적인 국가라며 계급차별과 빈부격차를 인정했다. 아리스토텔레스의 은 15년 이상에 걸쳐 씌어졌다. 그 긴시간 동안 아리스토텔레스는 많은 경험을 하였고 그 경험을 바탕으로 이라는 저서가 나왔다. 에서는 먼저 국가의 중요성을 지적한다. 국가는 다른 공동체가 그렇듯이 어떤 목적을 위해 존재한다고 보며 그 목적은 인간의 최고선인 인간의 도덕 잘못된 것으로 밝혀진다. 결국 올바름이 올바르지 못함보다 더욱 강력한 힘을 갖고 있으며, 올바름이 올바르지 못함보다 이익이 되며, 올바른 사람이 올바르지 못한 사람보다 더 행복하다는 결론에 도달한다.제2권은 ‘올바름과 국가의 기원’이다. 글라우콘과 아데이만토스는 사람들이 올바름에 대해 가진 일반적인 생각들을 제시한다. 즉, 사람들은 올바름 자체를 좋아해서가 아니라, 그것이 가져다주는 보수나 평판 때문에 올바르게 행동한다는 것이다. 또한 올바른 사람보다 올바르지 못한 사람이 더 행복한 삶을 누린다고 생각하므로, 사람들은 자신에게 어떤 이익이 생긴다면 얼마든지 올바르지 못한 행동을 저지를 수 있다고 주장한다. 글라우콘은 만약 기게스의 반지가 두 개 있어서, 하나는 올바른 사람에게, 또 하나는 올바르지 못한 사람에게 주었을 때의 상황을 가정한다. 그리고 올바른 사람도 그 반지를 이용해서 자신의 이익을 위해 결국 올바르지 못한 짓을 행한다고 결론을 내린다. )올바름 자체가 제대로 대접받지 못하는 이러한 현실에 대하여 소크라테스는, 먼저 올바름의 의미가 무엇인지를 알아보기 위해 올바른 국가를 가상으로 수립하여 탐색하기 시작한다. ‘최소한의 국가’가 점차 ‘호사스러운 국가’로 확대되어 감에 따라 다른 국가와 전쟁을 하게 될 상황에 놓이고, 그에 대비하기 위해서 수호자들이 필요하게 된다. 이어서 수호자들을 양성하기 위한 교육 과정과 그 내용이 제3권까지 이어지는데, 여기서부터 플라톤의 독특한 계급구분이 나타난다. 플라톤은 국가를 구성하고 운영하는 계급을 생업에 종사하는 일반시민계급과 국가를 수호하는 수호 계급으로 구분한다.제3권은 ‘수호자들의 교육과 생활’이다. 제2권에서 플라톤은 국가를 구성하는 계급을 시민계급과 수호계급으로 나눈다. 그리고 제3권에서는 수호 계급을 통치자를 보조하는 수호 계급과 통치 계급으로 구분한다. 결과적으로 플라톤이 제시하는 계급은 시민 계급, 수호 계급, 통치 계급 세 가지이다. 따라서 여기서 보조자와 통치자를 일컫는 좁은 의미의 수호 계급을 립 목적이 수호자들을 위한 것이 아니라, 국가 전체가 최대한 행복하게 살 수 있도록 하기 위한 것이라고 답변한다. 그런 국가가 올바르고 훌륭한 국가이기 때문이다. 소크라테스에 따르면, 올바른 국가가 실현되기 위해서는 덕목이 필요하다. 즉 통치자들의 지혜, 수호자들의 용기, 그리고 일반 시민들의 절제가 그것이다. 그리고 이 세 가지가 조화를 이룰 때 마지막으로 국가의 올바름이 형성된다. 결국 국가 차원의 올바름이란 국가를 구성하는 세 부류의 사람들이 저마다 자신에게 맞는 자기 일을 하는 것이라는 결론이 내려진다. 이어서 처음에 의도했던 바, 즉 국가의 올바름을 탐색함으로써 개인의 올바름을 탐색하려던 것을 실천에 옮긴다. 소크라테스는 국가에 지혜, 용기, 절제가 있는 것처럼 개인의 혼에도 이성, 격정, 욕구의 세 부분이 조화롭고 화목할 때 올바름이 형성된다고 본다. 결국 국가나 개인의 올바름은 이 요소들의 조화라는 결론이 내려진다.제5권은 ‘철인이 통치하는 국가’이다. 제5권의 내용은 크게 두 부분으로 구분된다. 앞부분은 수호자 집단의 공유문제이고, 뒷부분은 철인(哲人, 사리에 밝고 인격이 뛰어난 사람, 소크라테스는 이를 참된 철학자라고 표현했다)통치자와 관련된 내용이다. 수호자 집단에서 공유문제는 소크라테스가 세 개의 파도라고 표현하듯이 아주 민감하고도 어려운 문제다. 첫 번째 파도인 여성 수호자의 역할과 교육에 대해 소크라테스는 남성 수호자와 차별 없는 대우를 요구한다. 남녀평등사상이 나타난 것이다. 두 번째 파도는 처자의 공유문제로, 최선의 수호자 집단을 만들기 위한 혼인, 성관계, 출산과 양육의 문제 등이 다루어진다. 그리고 세 번째 파도는 지금까지 논의한 공유문제가 현실적으로 가능한가에 대한 논쟁이다. 이에 대해 소크라테스는 지금까지 해 온 논의가 훌륭한 인간과 국가의 본보기를 찾아보기 위해서였고, 이론상으로 그려 본 국가에 어떻게 접근할 수 있는가를 살펴보았다는 점에 만족하자는 결론을 내린다. 이어서 소크라테스는 지금까지 그려 본 훌륭한 국가가 나오지 중요한 것이 ‘좋음의 이데아’가 무엇인지를 밝혀야 하는데, 그 의미를 설명하기 위해 ‘태양의 비유’가 등장하고, 이 인식에 이르기까지의 앎의 대상과 단계들을 설명하기 위해 ‘선분의 비유’가 사용된다.제7권은 ‘철인통치자의 완성’이다. 제6권에서는 ‘태양의 비유’와 ‘선분의 비유’를 통해서 ‘좋음의 이데아’에 이르는 길을 설명했다. 이런 설명에 덧붙여 제7권에서는 ‘동굴의 비유’를 통해서 ‘좋음의 이데아’를 더욱 실감나게 설명한다. 즉, )동굴에서 평생 그림자만 쳐다보고 살아온 사람들의 모습을 통해 참된 인식 태도가 무엇인지를 보여 주는데, 동굴 안은 눈에 보이는 현상 세계를, 동굴 밖은 지성으로 알 수 있는 실재 세계를 가리킨다. 따라서 철학을 한다는 것은 동굴 밖의 세계, 즉 실재들을 인식하는 것인데, 이 인식에 이르기 위한 예비 교육의 단계와 내용들이 제시된다. 국가의 통치자들을 육성하기 위한 예비 교육이 끝난 다음에 변증술에 대한 집중적인 훈련을 거치게 된다. 변증술은 철인 통치자가 되기 위해서 훌륭한 젊은이들이 반드시 거쳐야 할 최종 학문이다. 이런 단련을 거친 다음에는 오랜 세월 동안 실제 경험을 쌓게 하고, 마지막으로 통치를 위한 본보기가 되도록 50세가가 된 적격자들을 ‘좋음의 이데아’에 대한 인식의 길로 들어서게 한다. 이렇게 해서 철인 통치자의 양성이 완성되는 것이다.제8권은 ‘타락한 국가와 혼’이다. 제4권의 끝과 제5권의 첫 부분에서, )여러 가지 국가 유형과 이것들을 닮은 혼의 유형에 관한 이야기를 다루려다가 중단하고, 실제로 제8건과 제9권에서 이러한 이야기들을 다룬다. 소크라테스에 따르면, 국가의 유형과 그를 닮은 혼의 유형은 총 다섯 가지다. 그 가운데 최선자 정체(철인통치체제)에 관해서는 이제까지 이야기했으므로, 지금부터는 최선자 정체가 타락하여 나타나는 잘못된 네 가지 유형의 국가와 인간을 다루기로 한다. 명예 정체와 그것을 닮은 인간, 과두 정체와 그것을 닮은 인간, 민주 정체와 그것을 닮은 인간, 그리고 참주 정체가 그것이다정체적 인간은 가장 바람직한 삶을 산다. 소크라테스는 참주 정체적 인간이 가장 바람직하고 불행하다는 결론을 내린 다음, 처음 논의의 핵심이었던 ‘올바르지 못한 짓을 저지르는 것이 이익이 된다.’는 문제로 되돌아간다. 이를 위해 이성적인 부분, 격정적인 부분, 욕구적인 부분이 이성적인 부분을 압도하는 것이 좋다고 주장하는 것과 같은 것이다.제10권은 ‘올바름에 대한 보상’이다. 제10권의 내용은 두 부분으로 이루어져 있다. 하나는 교육과 관련된 시와 철학의 역할이다. 여기서는 지금까지 시가 맡아 온 교육을 철학이 맡아야 함을 강조한다. 시는 모방 활동으로서 실재나 진실에서 멀리 떨어진 것이기 때문에, 훌륭한 수호자들을 양성하는 교육으로는 부적절하다는 것이다. 이에 따라 철학 교육의 중요성이 강조된다. 두 번째 부분에서는 혼의 불멸성과 올바른 삶에 대한 보상을 다룬다. 여기에서 중요한 것은 )올바른 삶에 대한 보상을 살아 있을 때뿐만 아니라, 죽은 뒤에 더 크게 받는다는 것이다. 이것을 뒷받침하기 위해 ‘에르의 신화’가 소개된다. 에르의 신화는 에르라는 사람이 죽은 지 12일 만에 다시 살아나서, 12일 동안 저승에서 본 것을 애기하는 내용이다. 에르의 말에 따르면 저승의 모든 혼들은 운명의 여신 앞에서 제비뽑기를 하여 자신이 살아갈 삶의 모습들을 선택한다. 그런데 대부분의 혼들은 전생의 습관에 따라 제비뽑기를 하기 때문에, 자기가 뽑은 삶의 모습들에 대해 후회하거나 비통해 한다. 따라서 유익한 삶과 무익한 삶이 구별되며, 언제 어디서나 최선의 것을 선택할 수 있게 가르쳐 주는 학문의 탐구자가 되도록 노력해야만 한다는 교훈을 던져 준다.Ⅲ.아리스토텔레스 정치학 요약?제1권은 ‘가족론’에서 아리스토텔레스는 국가는 가정으로 성립되고, 각 가정은 가족들로 이루어진다고 보며 정치에 대한 주장은 먼저 가정에서 시작되어야 한다고 본다. 아리스토텔레스의 가족에 대한 논의는 주인- 노예의 관계에 많은 관련이 있는데 노예는 지적, 물리적인 능력이 주인보다 떨어지기 때문에 노예로 한다.

인문/어학| 2008.12.03| 9페이지| 1,500원| 조회(475)

플라톤, 세계, 사물, 이성, 이념

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[생화학]단백질 정제(분리)법과 아미노산 결정방법

주제2 : 단백질정제Ⅰ. 분리정제의 원리1. 용해성수용액에 있어서의 단백질들의 용해도는 극성인 물 분자들과 단백질 분자들의 이온화된 원자단들 사이의 친수성 상호작용에 따라서 결정된다. 그러므로 수용액의 유전상수 또는 이온의 세기를 변화시킬 수 있는 시약들은 단백질의 용해도에 영향을 미칠 것이다. 단백질의 변성을 피할 수 있는 낮은 온도에서 에탄올, 아세톤, 또는 황산암모늄과 같은 염들을 첨가하면 단백질이 침전된다. 이러한 기법들을 단계적으로 사용함으로써 단백질 혼합액에 있는 단백질들을 분별침전 시킬 수 있다.2. 흡착성단백질은 어떤 pH와 이온의 세기의 조건에서 여러 가지 물질들에 의해서 흡착된다. 예를 들면 인산칼슘 겔과 알루미늄 겔이 여러 가지 단백질들의 혼합물로부터 특정한 단백질을 흡착하는 데 자주 사용된다. 겔에 흡착된 단백질들은 pH를 바꾸거나 이온의 세기를 증가시킴으로써 유리시킬 수 있다. 그러므로 겔을 가지고 필요 없는 단백질을 제거하거나 원하는 단백질을 분리함으로써 정제할 수 있다.Ⅱ. 단백질정제법1. 원심 분리 (Centrifugation)를 이용한 분리원심 분리법은 용도에 따라 고속원심기와 초고속원심기 등 사용할 수 있다. 일반적으로 단백질의 원료는 조직이나 미생물이다. 어떤 단백질이든 정제과정의 첫 번째 단계는 이러한 세포들을 깨트려서 그들의 단백질을 유리시켜 용액상태로 만드는 일이다. 시료를 중력의 600배(600 X g)로 원심분리하면, 파괴되지 않는 세포와 핵이 침전물로 남을 것이다. 원하는 단백질이 핵 안에 있지 않다면 이 침전물은 버린다. 그 다음에 상층액을 더 높은 속도(15,000 X g)로 원심분리하면 미토콘드리아가 가라앉게 된다. 더욱더 높은 속도(100,000 X g)로 원심분리하면 라이보솜과 막의 파편으로 구성된 마이크로솜 분획이 가라앉는다. 원하는 단백질이 수용성이라면 원심 분리한 상층액을 모으면 되는데 핵과 미토콘드리아가 제거된 것이므로 이미 부분 정제가 이루어진 셈이다. 원심분리에는 분별원심분리법과 밀도구배원심분리법리 이용된다. 겔 입자는 친수성인 다당류로 다공성인 망상구조를 갖고 있기 때문에 분자가 큰 것은 겔 입자 내부에 들어가지 못하고 빨리 용출되지만 분자가 작은 것은 겔 입자 내부에 들어갔다 나오기 때문에 늦게 용출된다. Agarose나 dextran의 겔 입자로 채워진 관은 분자체(molecular sieve)의 역할을 하는데, 보통체와는 반대로 분자의 크기가 클수록 빨리 용출된다.[그림 3] 겔 여과 크로마토그래피② 이온 교환 크로마토그래피(Ion-exchange chromatography)이온 교환 크로마토그래피는 주어진 pH에서 단백질의 총전하량과 극성을 이용하여 분리하는 방법으로 전하를 띤 불용성 물질인 이온 교환 수지를 이용하여 이온 화합물들을 분리한다. 이는 이온 교환 수지로 충전된 관에 분리하고자 하는 혼합물을 가하고 적당한 완충액으로 용출시키면 혼합물의 각 성분과 이온 교환 수지간의 상호 작용의 세기에 따라 각 물질의 이동속도에 차이가 생겨 서로 분리된다. 이온 교환 수지는 불용성인 합성수지, agarose, cellulose, dextran등에 양 또는 음전하를 갖고 있는 작용기를 결합시킨 것이다. 양이온과 결합할 수 있는 양이온 교환 수지는 -SO3-, -COO- 등의 음전하들 띤 작용기를 갖고 있으며 음이온과 결합할 수 있는 음이온 교환 수지는 -N+H3, -N+R3등의 양전하를 띤 작용기를 갖고 있다.실제로 단백질을 분리할 때 음이온 교환 수지로는 diethyl-aminoethyl-cellulose (DEAE-cellulose)를 많이 사용하며, 양이온교환수지로는 carboxy- methyl- cellulose (CM-cellulose) 가 많이 이용된다. 이들 이온 교환 크로마토그래피의 원리를 CM-cellulose 같은 양이온 교환 수지를 이용하여 설명하면 다음과 같다. pH 7.0에서 양전하를 띠고 있는 단백질은 교환 수지에 결합하나 음전하를 띠고 있는 단백질은 결합하지 않고 그대로 내려간다. 이온 교환 수지에 결합되어 있는 단백질은 선택적으로 결합할 수 있는 ligand를 불용성 지지체에 결합시켜 만든 ligand-matrix 복합체를 관에 채우고 시료를 통과시키면 ligand에 선택적으로 결합할 수 있는 물질은 남아 있고 친화력이 없는 물질은 모두 용출된다. Ligand에 결합되어 있는 물질을 ligand로부터 용출하기 위해서는 용출액의 pH 또는 이온 강도를 변화시키거나 ligand에 친화력이 강한 물질을 용출액에 첨가해 주면 용출된다. ligand로 glu- cose가 결합되어 있는 지지체를 이용하여 식물성 단백질인 con-canavalin A를 분리하는 경우, concanavalin A가 들어 있는 시료를 관에 통과시키면 glucose와 선택적으로 결합하는 concanavalin A는 관에 남아 있고 나머지 단백질들은 그대로 통과 된다. 관에 남아 있는 concanavalin A는 용출액에 glucose를 첨가하여 주면 유리되어 순수하게 분리할 수 있다. 이 경우 정제 배수를 다른 정제법보다 월 등히 높일 수 있다. 친화 크로마토그래피는 친화성이 있는 [그림5]친화성크로마토그래피물질들을 정제하는데 다양하게 이용될 수 있으나, 친화성이 있는 물질들의 짝만을 정제하는데 이용할 수 있다는 단점도 가지고 있다.④ 흡착 칼럼크로마토그래피흡착칼럼크로마토그래피는 어떤 물질에 대한 여러 가지 흡착력의 차를 이용한 방법이다. 약한 반데르발스 힘과 입체적인 상호작용에 의해 알루미나와 실리카젤 같은 고체입자 위에 용질분자가 흡착되는 것에 기초한다.초기의 분배 크로마토그래피는 고체인 고정상에 코팅되어 있는 액체와 이동상인 액체 사이에서 시료가 분배되는 차이를 이용해서 분리하였다. 하지만, 최근의 분배 크로마토그래피에서는 지지체에 액체를 코팅하여 고정상으로 사용하는 것이 아니라, 실리카 표면에 작용기를 화학적으로 결합시켜 고정상으로 사용한다.흡착 크로마토그래피에서 고정상으로 사용되는 물질은 유기화합물에서는 silica gel과 alumina 충진제가 사용되나 단백질 분리에는 특별한 결정구조를 가진 인산칼 사용되는 물질의 작용기는 Nitrile, Diol, Amino 등의 극성 작용기로 이루어져 있고, 역상 크로마토그래피의 작용기는 탄소수가 8개 또는 18개인 비극성 체인으로 이루어져 있습니다.전통적인 분배 크로마토그래피는, 먼저 불활성의 지지체에 고정상으로 사용할 액체로 얇은 막을 만든다. 이 막이 고정상으로 작용하고, 시료 성분은 이동상으로 사용되는 용매와 고정상으로 사용되는 막 사이에서 분배 계수의 차이로 인해 농도의 차이가 일어나게 된다. 이처럼 시료 성분은 끊임없이 두 개의 상 사이를 왕복하면서 칼럼 내를 이동하게 되고, 마침내 분리가 일어난다.이러한 전통적인 분배 크로마토그래피의 문제점은 고정상으로 사용되는 막이 쉽게 손상되어 칼럼을 장기간 사용할 수 없고, 재현성 있는 결과를 얻기가 힘들다는 점이다. 그래서 이러한 고정상 막의 단점을 보완하기 위해서 지지체와 화학적으로 결합된 고정상을 사용하는 결합성 크로마토그래피가 개발되었다.3. 전기영동(Electrophoresis)전기영동은 전장(electric field)에서 하전된 물질이 양 또는 음극으로 이동하는 현상 을 말하며, 생물체를 이루는 분자들은 대부분 전하가 다르기 때문에 전기영동법은 그러 한 분자들을 분리하여 분석하는데 이용된다. 즉, 단백질, 핵산 및 아미노산 등의 하 전된 물질을 분리하는 데 널리 이용되고 있다.단백질 분자의 하전량은 용액의 pH에 좌우되어 등전점(pI)에서는 이동하지 않으나 등전점보다 낮은 pH에서는 양전하를 띠게 되어 음극으로 이동하며 등전점보다 높 은 pH에서는 음전하를 띠게 되어 양극으로 이동한다. 전기영동은 하전된 분자를 지 지체를 사용하지 않고 용액상태에서 분리하는 계면이동(moving boundary)전기영동 과 불용성인 지지체를 사용하는 띠(zone)전기영동이 있는데 현재 전자는 거의 이 용되지 않고 후자의 polyacrylamide겔 전기영동 등이 많이 이용된다.Polyacrylamide겔과 같은 지지체에 분리하고자 하는 단백질 시료를 가하고 전류를 흐르게산의 분자량을 측정하는데 이용된다.① SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)이 방법은 단백질을 분자량에 따라 분리하는 방법으로 단백질을 SDS로 처리하면 비공유결합이 전부 파괴되어 변성될 뿐만 아니라 소합체성 단백질인 경우에는 각각의 단위체로 분리되기 때문에 SDS-polyacrylamide 겔 전기영동은 단백질의 분자량뿐만 아니라 단위체의 유무를 결정하는 데 매우 유용하다. 시료 내의 모든 단백질들은 그 모양과 전하가 거의 같으므로 단백질의 크기가 분리의 결정요인이 된다. 작은 단백질은 큰 단백질보다 더 빠르게 이용한다. 단백질이 이동한 거리는 단백질 분자량의 대수와 역 상관관계에 있으므로 이동거리로부터 분자량을 알아낼 수 있다.[그림6]SDS-PAGE② 등전점 전기영동(Isoelectric focusing)이 기법은 단백질을 등전점(pI)의 차이에 따라 분리하는 방법으로 지금까지 개발된 전기영동법 중에서 해상력이 가장 뛰어나 단백질 시료를 정밀하게 분석하는 데 많이 사용된다. 이 방법은 단백질이 이동해 갈 때 겔의 음극 쪽으로 갈수록 pH가 증가하도록 pH 차이(pH gradient)를 만들어 단백질들이 각자의 등전점과 다른 pH 겔 상에 있을 때는 전하를 띠게 되므로 양 또는 음극으로 이동하다가 각자의 등전점의 위치에 이르게 되면 전하를 띠지 않게 되므로 그 자리에 멈추게 되어 단백질마다 하나의 띠를 형성하는 focusing 현상이 일어난다.이론적으로 pH 차이는 양극 쪽에 산을 가하고 전류를 통하면 H+가 음극 쪽으로 이동해 가므로 pH 차이가 형성되나 이때 형성된 pH 차이는 불안정하여 단백질 분리에 사용할 수 없기 때문에 pH 차이를 안정화시키기 위하여 ampholyte를 겔에 첨가한다. Ampholyte 시약에는 등전점이 서로 다른 여러 종류의 물질들이 섞여 있기 때문에 전장에서 이들은 등전점의 차이에 따라 낮은 등전점을 갖는 것은 양극 쪽으로, 높은 등전점을 갖는 .

자연과학| 2008.12.03| 12페이지| 1,500원| 조회(2,156)

특성, 분자량, 에드만 분해법

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[생화학]단백질의 구조와 기능

주제1 : 단백질의 구조와 기능Ⅰ.단백질(protein)단백질은 살아있는 생물체를 구성하는 세포 중에서 가장 많이 존재하는 커대한 분자로, 세포안에 모두 들어있으며, 또한 세포의 모든 부분에 존재한다. 단백질은 세포 내 대부분의 활동들을 주도하며, 세포의 구성성분 중 물을 제외하고 가장 많다고 할 수있다. 고온,산, 압력하에서 변성하게 되는데 한번 변성되면 다시 돌아오지 않는 성질을 가진다. 단백질은 아미노산으로 구성되어있으며 이은 20종류로 구성되어 있으고 종류와 결합 순서에 따라 몸 안에서 그 형태와 기능이 매우 다양하다.-산소를 운반, 항체, 운동성, 조절 저장물질 등)-다양한 분자들을 인식하고 상호작용을 한다.1.아미노산(amino acid)단백질의 구성단위로써, 한 분자안에 아미노기(-NH2)와 산으로 작용하는 카르복 실기(-COOH)를 가지는 유기화합물을 말한다.[그림1]을 살펴보면, 기본구조는 ?중심탄소(비대칭,키랄탄소)와 아미노기, 카르복 시기,R기로 구성되어있으며, R기의 성분에 따라 20종류의 아미노산 종류가 존재 한다.[첨부1]산성용액에서는 아미노기가 수소이온은 받아 (+)전하를 띄며 알갈리성 용액에서 는 카르복실기가 수소이온은 잃어 (-)전하를 띈다.[그림1] 아미노산의 구조2.아미노산의 종류①비극성의 지방족 R기R기는 비극성이고 소수성이다. 글리신, 알라닌, 발린, 구신, 이소루신, 메티오닌, 프롤린이 포함된다. 프롤린은 작용기의 탄소가 아미노기와 결합하고 있는 이미노 기로 펩티드 결합이 형성될때 꺾임이 심하게 발생하여 단백질이 꺽이는 부분에 주로 존재한다.②방향족R기방향족의 곁사슬을 가지고 상대적으로 비극성이다. 페닐알라닌, 티로신, 트립토판이 여기에 속한다.③극성 비전하형 R기R기는 물과 수소결합을 만들 수 있으므로 친수성이 크다. 세린, 트레오닌, 시스테인, 아스파라긴, 글루타민이 포함된다. 두 개의 시스테인의 작용기가 산화되면서 공유결합인 이황화결합을 형성 할 수있다.④양전하형(염기성)R기리신, 아르기닌, 히스티딘의 작용기는 양전하를 띠므로 음전하를 띠는 분자와 이온결합을 통해 연결될 수있다. 리신, 아르기닌은 히스톤의 DNA접착부위에 존재하여 뉴클레오솜을 형성하는데 기여한다.⑤음전하형(산성)R기아스파르트산, 글루탐산이 포함되며 작용기는 각각 pKa=3.65, pKa=4.25의 값을 가진다. 즉, pH=7인 세포안에서는 음전하를 띤다.3.펩티드결합(peptide bond)아미노산의 카르복실기가 효소에 의해 다음 아미노산의 아미노기와 탈수축합반응에 의해 공유결합으로 연결되는 카르복시와 아미노의 결합을 말한다.[그림2] 이 펩티드 결합으로 이루어진 화합물을 펩티드라고 한다. 2개의 마이노산이 결합된 펩티드를 디펩티드, 3개의 결합은 트리펩티드, 일반적으로 10개이하는 올리고펩티드, 10개 이상을 폴리펩티드라고 한다.[그림2]펩티드결합 형성과정-탈수축합반응Ⅱ.단백질의 구조(protein structure)단백질을 구성하는 화학결합에는 공유결합(펩티드결합)과 비공유결합(수소결합,이온결합, 소수성결합, 반데르발스 힘)이 관여하며, 일부 시스테인작용기 사이의 공유결합인 이황화결합도 존재하여 단백질 구조의 안정화를 유지한다.구체적으로 접근하기 전 간략히 살펴보자면 [그림3]과 같이 일차구조는 아미노산의 서열을 나타내며, 이차구조는 단일폴리펩티드에 의해 형성된 삼차원적 구조를 나타내고 삼차구조는 단일폴리펩티드로 구성된 단백질 전체의 입체구조를 말한다. 사차구조는 두 개 이상의 폴리펩티드가 아미노산간의 인력에 의해 결합하여 이루어진 다합체 단백질을 말한다.[그림3]단백질의 구조1.일차구조(Primarty structure)DNA정보에 의해 정해지는 아미노산의 종류와 수, 그리고 배열순서를 의미한다.처음에 DNA에서 RNA가 전사되어지고 이 mRNA가 아미노산으로 발현되어진 후 그것이 folding되어 단백질이 되는데 이 folding되기 전 그 단백질을 구성하는 아미노산들이 접히지 않고 줄지어 있는 것을 단백질 일차구조 라고 한다 단백질을 구성하는 모든 아미노산은 L-아미노산으로만 구성되어 있다. 모든 아미노산에 대해 동일한 거울상 이성질체만 이용되기 때문에, 특정 단백질의 삼차구조는 항상 일정하게 형성될 수있다. 즉, L-아미노산과 D-아미노산이 무작위로 단백질을 구성한다면, 단백질의 삼차구조가 일정하게 형성되지 못하게 된다. 이것 때문에 생물은 단백질을 만들 때, L-아미노산만을 사용한다. 단백질의 아미노산 배열 순서는 유전자에 의해 결정된다. [그림4]일차구조2.이차구조 (Secondary structure)단일폴리펩티드에서 부분적으로 형성된 입체구조를 말한다. 이차구조는 알파나선(alpha helix)구조와 베타병풍(beta sheet)구조로 이루워져있다. 알파나선구조에는 단백질의 꺽임에 관여하는 프롤린과, R기가 작은 글리신이 없지만 베타병풍구조에는 글리신과 알라닌이 풍부하다. 알파나선구조를 쉽게이해하기 위해서 [그림5]를 살펴보자. 이는 프랑스의 카드의 한 종류로서 리본체조선수의 그림이 나와있다. 여기서 리본이 형성하는 모양이 단백질의 이차구조와 비슷하며 또 하나의 공통점은 유연성이 있다는 것이다. 여기에 단백질은 나선모양의 구조를 유지하기 위해서 수소결합을 형성하게된다. 즉, 알파나선구조는 단단하며 유연한등의 다양성을 지니며 소수성 아미노산으로 구성되어 불용성이다. 인체의 모발이나 동물의 깃털 등에 이 구조가 많이 있다. α-케라틴은 알파나선구조에서 가장 일반적인 구조이다.[그림5] [그림6] 이차구조3.삼차구조 (Tertiary structure)어떤 단백질을 구성하는 모든 원자의 전체적인 3차원적 구조을 단백질의 3차구조라고 한다. [그림7]을 보면, 이차구조를 구성하던 알파나선구조, 베타병풍구조 등으로 이뤄져있다. 대부분의 단백질의 기능은 3차구조에 의해 좌우된다. 구형단백질의 표면은 주로 친수성 아미노산들로 배열되어 있고, 구형단백질의 표면은 주로 친수성 아미노산들로 배열되어있고, 구형단백질의 내부는 주로 소수성 아미노산들로 구성되어있다. 표면에 존재하는 친수성 아미노산들은 물과 상호작용을 하게된다.단백질의 3차구조형성에 관여하는 주된 결합력은 R기간의 소수성 상호작용, 수소결합, 이온상화작용, 이황화결합에서 비롯된다. 이중 소수성상호작용과 수소결합, 그리고 이온상호작용은 비공유결합이고, 이는 고온, pH, SDS에 [그림 7]삼차구조의해 파괴된다.이황화결합[그림8]은 sulfhydryl기 사이에서 이 두 개의 sulfhydryl group기는 산화되어(전자를 잃음) 함께 결합하여 형성되는?것을 이황화결합(S-S결합)이라고 한다.?매우 안정적인 공유결합으로 왠만한 환경의 변화로는 거의 결합의 끊어짐을 유도할 수 없다. 두개의 S를 환원시켜서 결합을 끊을 수가 있다. 단백질의 3차구조에서 흔히 보이는 결합이다. 이황화결합은 산화제, 환원제에 의해 파괴된다. 이는 두 시스테인 간에 형성된 이황화결합을 환원반응에 의해 끊는 것이다. 메캅토에탄올같은 환원제에 의해서도 쉽게 끊어진다.[그림8]이황화결합삼차구조의 가역적이거나 비가역적으로 변성될 수 있다. 일반적으로 길이가 긴 단백질은 단백질 번역이 완료되지 않은 상태에서 부분적으로 안정화되면서 삼차구조를 형성하므로 열에 의한 변성이 이루어 진후 다시 냉각시키면 원래 삼차구조를 형성하지 않는다. 그러나 비교적 짧은 단백질은 번역이 완료된 후 가장 안정한 삼차구조를 형성하므로 열에 의한 변성 후 다시 원래의 삼차구조를 형성 할 수있다. 변성의 원인으로는 위에서 설명했던 열, pH, 유기용매, 계면활성제등이 있다.4.사차구조 (Quternary structure)단백질의 4차구조란 여러 개의 폴리펩티드사슬이 소수결합, 수소결합, 정전결합 등의 비공유결합으로 회합하여 특정의 공간배치를 가지는 구조를 말한다. 각각의 폴리펩티드사슬을 protomer 또는 subunit라 하고 이 회합체를 oligomer라 하며 protomer(subunit)의 수에 따라서 이량체(dimer), 삼량체(trimer), 사량체(tetramer)라 한다. 단백질이 4차구조를 가지는 것에 의해 한정된 유전정보로 거대한 구조단백질을 만들 수 있으며 protomer(subunit)의 상호작용으로 생물활성을 조절할 수 있다. 어떤 효소들은 [그림9]사차구조 이러한 복합체를 형성하는 것에 의해 중간체를 도중에 방 출하지 않고 일련의 반응을 효율적으로 수행할 수 있다. 사차구조의 대표적인 예로서 적혈구의 헤모글로빈이 있는데 이는 두 개의 알파글로빈과 두 개의 베타글로빈 총4개의 글로빈으로 이뤄져있다.

자연과학| 2008.12.03| 9페이지| 1,000원| 조회(759)

세포, 기능, 형태, 단백, 운반

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