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생물유기화학

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목차

1. 개요

생물유기화학은 생화학과 유기 화학의 경계에서 생체 분자의 분자 구조와 반응을 유기 화학적 관점에서 연구하는 학문 분야이다. 생물 물리 유기 화학은 분자 인식의 세부 사항을 설명하는 데 사용되며, 천연물 화학은 자연에서 발견되는 화합물의 특성을 파악하고 제초제, 살충제, 약품 개발에 기여한다. 생물유기화학은 생화학적 접근과 유기 화학적 접근의 차이점을 분석하며, 효소 반응의 메커니즘 연구에도 기여한다. 최근에는 케미컬 바이올로지라는 용어로도 불린다.

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생물유기화학
개요
분야화학, 생물학
관련 학문유기화학, 생화학
정의생물학적 과정과 관련된 유기화학 연구
세부 분야
효소학효소 반응 메커니즘 연구
생물물리학적 화학생체 분자의 물리적 성질 연구
의약화학약물 설계 및 개발
천연물 화학생물체에서 유래한 화합물 연구
화학 생물학화학적 도구를 사용하여 생물학적 시스템 연구
주요 연구 분야
효소 메커니즘효소가 생화학 반응을 촉매하는 방식 연구
단백질 구조 및 기능단백질의 3차원 구조와 생물학적 기능 간의 관계 연구
핵산 화학DNA와 RNA의 구조, 성질, 반응 연구
탄수화물 화학탄수화물의 구조, 성질, 반응 연구
지질 화학지질의 구조, 성질, 반응 연구
신호 전달세포 간의 통신 과정 연구
대사 경로세포 내에서 일어나는 화학 반응의 네트워크 연구
응용 분야
약물 개발질병 치료를 위한 새로운 약물 설계 및 개발
진단질병 진단을 위한 바이오마커 개발
생물 공학생물학적 시스템을 이용하여 유용한 제품 생산
나노 기술생체 분자를 이용한 나노 장치 개발
환경 과학오염 물질 제거를 위한 생물학적 시스템 개발

2. 생물유기화학의 세부 분야

'''생물 물리 유기 화학'''은 생물 유기 화학에 의해 분자 인식의 세부 사항을 설명하려고 할 때 사용되는 용어이다.[3]

'''천연물 화학'''은 자연에서 발견되는 화합물의 특성을 파악하는 과정이다. 화합물 발견은 종종 제초제, 살충제의 개발과 약품의 사용으로 이어진다.[2]

전통적인 생화학은 생체 분자를 분자 구조로 파악하기보다는, 다른 생체 분자와의 관련성을 통해 파악했지만,[7]생물유기화학에서는 분자 그 자체의 분자 구조를 유기 화학적으로 파악함으로써, 보다 미시적인 현상을 밝히는 것을 주요 과제로 삼는다.

핵산, 단백질, 지방 모두에서, 어떤 생체 물질의 변환을 생화학적 접근과 유기 화학적 접근으로 비교해 보면 그 특성이 전혀 다르다는 것을 알 수 있다.

예를 들어, 지방에서 글리세린과 지방산 (특히 지방산 나트륨 염이 비누라는 점에 유의해야 한다)으로의 가수 분해 반응을 예로 들어보자면, 비누 공장, 즉 유기 화학적 공정에서는 수산화 나트륨 등 강알칼리 존재 하에서 끓여서 반응을 진행시킨다. 반면, 생체 내에서의 생화학적 공정에서는 30~40℃의 환경에서, 게다가 지방 이외의 생체 물질이 혼재하는 가운데, 효소 리파아제는 지방만을 선택적으로 가수 분해한다.

2. 1. 천연물 화학

천연물 화학은 자연에서 발견되는 화합물의 특성을 파악하는 과정이다.[2] 화합물 발견은 종종 제초제, 살충제의 개발과 약품의 사용으로 이어진다.[2]

2. 2. 생물 물리 유기 화학

생물 물리 유기 화학은 생물 유기 화학에 의해 분자 인식의 세부 사항을 설명하려고 할 때 사용되는 용어이다.[3]

3. 생화학과의 비교 및 케미컬 바이올로지

상술한 바와 같이 생화학과 일반 유기화학의 대립 속에서 새로운 유기화학적 방법론을 찾아내는 것이 생물유기화학의 주요 주제가 된다.[4][5] 최근에는 이 학문 영역을 케미컬 바이올로지라고 부르기도 한다.[6][15][16]

3. 1. 생화학적 접근과 유기화학적 접근

3. 2. 효소 연구

유기 화학 과정에서의 반응론적 과정은 대부분 명확해졌다. 반면에 효소의 반응론적 과정에 관해서는, 최근 계산 화학에 의한 시뮬레이션[8]이나 방사광 X선 분석,[9] 단백질 NMR 분석[10] 등의 발전에 의해 효소 반응의 전이 상태를 포함하여 해명이 진전되어 왔다고는 하지만,[11][12][13][14] 아직까지 불명의 효소도 다수 존재한다.

참조

[1] 서적 Highlights in bioorganic chemistry : methods and applications Wiley-VCH 2004
[2] 논문 Bioorganic Chemistry: A Natural and Unnatural Science 1998-06
[3] 웹사이트 Bioorganic chemistry-a scientific endeavour in continuous transition http://www.iupac.org[...] Pure Appl. Chem. 1994
[4] 서적 Bioorganic chemistry: a chemical approach to enzyme action Springer Science & Business Media 2013
[5] 서적 Highlights in bioorganic chemistry Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.: Weinheim 2004
[6] 서적 生物有機化学~ ケミカルバイオロジーへの展開~ 裳華房 2008
[7] 서적 Biochemistry Lippincott Williams & Wilkins 2005
[8] 서적 Introduction to computational chemistry John wiley & sons 2017
[9] 서적 Principles and practice of X-ray spectrometric analysis Springer Science & Business Media 2012
[10] 서적 Spectroscopic methods in organic chemistry Thieme Medical Pub 2008
[11] 간행물 酵素研究の回顧と展望 1974
[12] 간행물 酵素反応速度論 I-総論 1967
[13] 간행물 反応スキームを眺めて簡単に解ける酵素反応速度論 2016
[14] 간행물 酵素反応の速度論的解析の展開 1992
[15] 논문 The state of the art of chemical biology 2009
[16] 간행물 化学と生物学の融合を目指して: ケミカルバイオロジー 2007
[17] 서적 Highlights in bioorganic chemistry : methods and applications Wiley-VCH 2004
[18] 논문 Bioorganic Chemistry: A Natural and Unnatural Science 1998-06


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