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제임스 B. 섬너

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목차

1. 개요

제임스 B. 섬너는 미국의 생화학자로, 효소를 순수한 형태로 결정화하는 데 성공하여 1946년 노벨 화학상을 수상했다. 1917년 코넬 대학교에서 요소분해효소를 연구하여 1926년 결정화에 성공했으며, 효소가 단백질임을 증명했다. 1937년에는 카탈라아제를 결정화했고, 1937년 셸레 상, 1946년 노벨 화학상을 수상했다.

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2. 생애

제임스 B. 섬너(James Batcheller Sumnereng, 1887년 11월 19일 ~ 1955년 8월 12일)는 미국의 생화학자이다.[4] 그는 효소를 결정 형태로 분리할 수 있음을 처음으로 증명했으며, 효소가 단백질이라는 사실을 발견했다. 이 업적으로 1946년 존 하워드 노스롭, 웬들 메러디스 스탠리와 함께 노벨 화학상을 수상했다.

하버드 대학교에서 학사 및 박사 학위를 취득했으며[4], 이후 코넬 대학교 의학부에서 조교수를 거쳐 교수로 재직하며 연구 활동을 이어갔다.[5][4] 17세 때 사냥 중 사고로 왼쪽 팔 일부를 잃었으나 이를 극복하고 학문적 성취를 이루었다.[5] 생애 동안 세 번 결혼하여 여섯 명의 자녀를 두었다.[4]

2. 1. 어린 시절과 교육

섬너는 1887년 11월 19일 매사추세츠주 캔턴에서 태어났다.[4] 17세 때 사냥을 하던 중 동료의 실수로 총에 맞아 왼쪽 팔을 팔꿈치 바로 아래에서 절단해야 했다. 사고 전에는 왼손잡이였으나, 사고 후에는 오른손으로 모든 것을 배워야 했다.[5]

섬너는 1910년 하버드 대학교에서 학사 학위를 받았다.[4] 하버드 재학 중 저명한 화학자 로저 아담스, 패링턴 대니얼스, 프랭크 C. 휘트모어, 제임스 브라이언트 코난트, 찰스 로링 잭슨 등과 교류했다. 졸업 후 삼촌이 소유한 면직물 공장에서 잠시 일했으며, 이후 캐나다 뉴브런즈윅주 새크빌에 있는 마운트 앨리슨 대학교에서 교직을 맡았다. 1911년부터 1912년까지는 우스터 폴리텍닉 연구소에서 화학 조교로 일했다.[5]

1912년 하버드 의과대학에서 생화학 공부를 시작하여, 1914년 오토 폴린의 지도로 박사 학위를 취득했다. 이후 뉴욕주 이타카에 있는 와일 코넬 의과대학에서 생화학 조교수로 임용되었다.[5]

2. 2. 코넬 대학교에서의 연구

1914년 하버드 대학교에서 박사 학위를 취득한 후, 섬너는 코넬 대학교 의학부의 조교수가 되었다.[4] 1917년부터 코넬 대학교에서 효소를 순수한 형태로 분리하는 연구에 착수했는데, 이는 이전까지 아무도 성공하지 못한 어려운 과제였다.[4] 그는 말똥빈에서 추출한 요소분해효소(우레아제)를 연구 대상으로 삼았다.

섬너의 연구는 수년간 별다른 성과를 내지 못했고, 많은 동료들은 그의 시도가 불가능하다고 여기며 회의적인 시선을 보냈다.[4] 그러나 그는 끈기 있게 연구를 지속하여 1926년, 마침내 요소분해효소를 분리하고 결정화하는 데 성공했다. 그는 정제된 요소분해효소를 아세톤과 혼합한 뒤 냉각시키는 방법을 사용했는데, 이 과정을 통해 결정화된 요소분해효소를 얻을 수 있었다.[4] 나아가 화학적 검사를 통해 자신이 분리한 순수한 요소분해효소가 단백질이라는 사실을 증명했다.[7] 이는 효소가 단백질이라는 것을 실험적으로 증명한 최초의 사례로, 당시 과학계의 오랜 논쟁에 중요한 증거를 제시한 발견이었다.

초기에는 많은 사람들이 실패했던 연구였기에 그의 업적은 즉시 인정받지 못했다. 하지만 저분자량의 효소도 결정화할 수 있음을 보여주면서 마침내 그의 연구 성과가 인정받게 되었고, 이를 바탕으로 1929년 코넬 대학교의 정교수로 승진했다. 1924년부터 그의 연구실은 코넬 대학교의 새로운 유제품 과학 건물인 스토킹 홀(현재 식품 과학 연구소) 2층에 자리 잡았으며, 이곳에서 그는 훗날 노벨상을 받게 되는 중요한 연구들을 수행했다.

1937년에는 두 번째 효소인 카탈라아제를 성공적으로 분리하고 결정화했다. 비슷한 시기, 록펠러 연구소의 존 하워드 노스롭 역시 섬너와 유사한 방법으로 1929년 펩신을 시작으로 여러 다른 효소들을 결정 형태로 얻어냈다. 섬너의 선구적인 연구는 효소를 결정화하는 일반적인 방법을 제시했으며, 모든 효소가 단백질이라는 사실을 명확히 밝히는 데 크게 기여했다.

2. 3. 결혼과 가족

제임스 B. 섬너는 생애 동안 세 번 결혼하여 총 여섯 명의 자녀를 두었다.[4]

첫 번째 부인은 코넬 대학교 의과대학에 재학 중이던 시드 리케츠(Cid Rickettseng, 본명: 버사 루이즈 리케츠)로, 미시시피주 브룩헤븐 출신이었다. 두 사람은 1915년 7월 10일에 결혼하여 네 명의 자녀를 낳았다.[6] 1930년에 이혼했으나, 그녀는 결혼 후의 성씨인 섬너를 계속 사용했다. 시드 리케츠 섬너는 이후 작가가 되어 여러 책을 출판했는데, 대표작으로는 영화 ''태미 텔 미 트루''의 원작 소설과 영화 ''핑키''의 원작 소설인 ''퀄리티''(Qualityeng)가 있다. 그녀는 1970년, 손자인 존 R. 커틀러에게 살해당했다.

1931년 섬너는 아그네스 룬드크비스트(Agnes Lundkvisteng)와 두 번째로 결혼했으나 1943년에 이혼했다. 같은 해 말, 그는 메리 바이어(Mary Beyereng)와 세 번째로 결혼하여 두 명의 자녀를 더 두었다.[4]

2. 4. 말년과 죽음

1943년 메리 바이어와 세 번째 결혼을 하여 두 자녀를 두었다.[4] 1946년에는 존 노스럽, 웬들 스탠리와 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다. 1948년 미국 국립 과학 아카데미 회원으로 선출되었다. 섬너는 1955년 8월 12일, 뉴욕주 버펄로에서 암으로 향년 67세의 나이로 사망했다.

3. 연구 업적

섬너는 1917년 코넬 대학교에서 효소를 순수한 형태로 분리하고 결정화하는 선구적인 연구를 시작했다.[4] 당시 많은 학자들이 불가능하다고 여겼던 이 연구는 1926년 말똥빈에서 추출한 요소분해효소를 성공적으로 분리하고 결정화함으로써 결실을 보았다.[4] 이 과정에서 그는 화학적 분석을 통해 순수한 요소분해효소가 단백질임을 실험적으로 증명했는데,[7] 이는 효소의 본질에 대한 당시의 논란을 종식시키는 중요한 발견이었다.

이러한 혁신적인 연구 성과는 처음에는 학계에서 쉽게 받아들여지지 않았으나, 그의 지속적인 노력과 증명으로 점차 인정받기 시작했다. 그 결과 섬너는 1929년 코넬 대학교의 정교수로 승진했으며, 1937년에는 두 번째 효소인 카탈라아제를 분리하고 결정화하는 데 성공했다. 비슷한 시기 록펠러 연구소의 존 하워드 노스롭 역시 섬너와 유사한 방법으로 펩신 등 여러 효소를 결정화하는 데 성공하면서, 효소가 단백질이라는 사실과 효소 결정화 방법이 학계의 정설로 자리 잡게 되었다. 섬너는 이러한 효소 연구에 대한 공로를 인정받아 1946년 존 노스럽, 웬들 스탠리와 함께 노벨 화학상을 공동 수상했다.

3. 1. 효소 결정화

1917년 섬너는 코넬 대학교에서 효소를 순수한 형태로 분리하는 연구를 시작했다. 이는 이전까지 아무도 성공하지 못한 과제였다.[4] 그는 말똥빈에서 추출한 요소분해효소를 연구 대상으로 삼았다. 수년간의 연구에도 불구하고 성과를 내지 못하자 많은 동료들은 그의 시도가 불가능하다고 여기며 회의적인 반응을 보였다. 그러나 1926년 섬너는 마침내 요소분해효소를 분리하고 결정화하는 데 성공했음을 증명했다. 그는 정제된 요소분해효소를 아세톤과 혼합한 뒤 냉각시키는 방법으로 결정화된 요소분해효소를 얻었다.[4] 또한 화학적 검사를 통해 순수한 요소분해효소가 단백질임을 밝혔는데,[7] 이는 당시 논란이 많았던 '효소가 단백질인가'라는 질문에 대한 최초의 실험적 증거였다.

이 성공적인 연구 결과는 그가 1929년 코넬 대학교의 정교수로 임용되는 데 기여했다. 1924년부터 그의 연구실은 코넬 대학교의 새로운 유제품 과학 건물인 스토킹 홀(현재 식품 과학 연구소) 2층에 있었으며, 이곳에서 그는 노벨상 수상으로 이어진 연구를 수행했다. 1937년에는 두 번째 효소인 카탈라아제를 분리하고 결정화하는 데 성공했다. 비슷한 시기 록펠러 연구소의 존 하워드 노스롭 역시 1929년 펩신을 시작으로 유사한 방법을 사용하여 다른 효소들을 결정화했다. 섬너의 연구는 효소에 대한 일반적인 결정화 방법을 제시했으며, 모든 효소가 단백질이라는 사실을 명확히 하는 데 중요한 기여를 했다. 이러한 공로를 인정받아 그는 1946년 노벨 화학상을 존 노스럽, 웬들 스탠리와 공동으로 수상했다.

3. 2. 효소의 단백질성 증명

1917년, 섬너는 코넬 대학교에서 이전에는 누구도 성공하지 못했던 효소를 순수한 형태로 분리하는 연구를 시작했다.[4] 그는 말똥빈에서 요소분해효소를 분리하고자 했다. 섬너의 연구는 수년간 성과를 내지 못했고, 많은 동료들은 그의 시도가 불가능하다고 여기며 회의적인 시각을 보냈다. 그러나 1926년, 그는 마침내 요소분해효소를 분리하고 결정화하는 데 성공했음을 증명했다. 그는 정제된 요소분해효소를 아세톤과 섞은 뒤 냉각하는 방식으로 이를 달성했는데, 이 과정을 통해 결정화된 요소분해효소를 얻을 수 있었다.[4] 더 나아가 화학적 검사를 통해 순수한 요소분해효소가 단백질이라는 사실을 밝혀냈다.[7] 이는 당시 많은 논란이 있었던 '효소가 단백질인가'라는 질문에 대한 최초의 실험적 증거였다.

이러한 성공적인 연구 결과는 그가 1929년 코넬 대학교의 정교수로 임용되는 데 기여했다. 1924년부터 그의 연구실은 코넬 대학교의 새로운 유제품 과학 건물인 스토킹 홀(현재 식품 과학 연구소) 2층에 자리 잡았으며, 이곳에서 그는 노벨상 수상으로 이어진 연구를 수행했다. 1937년에는 두 번째 효소인 카탈라아제를 성공적으로 분리하고 결정화했다. 비슷한 시기, 록펠러 연구소의 존 하워드 노스롭 역시 섬너와 유사한 방법을 사용하여 1929년 펩신을 시작으로 다른 여러 효소를 결정 형태로 얻는 데 성공했다. 섬너의 선구적인 연구 덕분에 효소를 결정화하는 일반적인 방법이 확립되었고, 모든 효소가 단백질이라는 사실이 명확해졌다.

4. 수상 경력

참조

[1] 웹사이트 James Batcheller Sumner | Nobel Prize, Enzyme Crystallization & Protein Chemistry | Britannica https://www.britanni[...]
[2] 웹사이트 The Harris Interviews http://history.nih.g[...] National Institutes of Health 2012-07-23
[3] 웹사이트 The Nobel Prize in Chemistry 1946 James B. Sumner - Facts https://www.nobelpri[...] 2020-11-04
[4] 서적 American Scientists https://books.google[...] Infobase Publishing 2016-01-17
[5] 웹사이트 The Nobel Prize in Chemistry 1946 James B. Sumner - Biographical https://www.nobelpri[...] 2020-11-04
[6] 웹사이트 Cid Ricketts Sumner http://mswritersandm[...] 2012-09-20
[7] 간행물 The chemical nature of enzymes (Nobel lecture) http://nobelprize.or[...]
[8] 웹사이트 Book of Members, 1780–2010: Chapter S http://www.amacad.or[...] American Academy of Arts and Sciences 2011-04-14
[9] 웹사이트 James Batcheller Sumner https://academictree[...]
[10] 웹인용 The Harris Interviews http://history.nih.g[...] National Institutes of Health 2012-07-23


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