천연물화학

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천연물화학(Natural product chemistry)은 자연에 존재하는 다양한 생물(동물, 식물, 미생물 등)로부터 인간에게 유용한 물질을 분리하고, 그 화학적 구조를 규명하며, 생리활성을 밝히는 학문 분야입니다.
주요 내용:

• 천연물: 생명체가 생산하는 생리활성 물질, 또는 자연계에서 발견되는 화합물이나 대사산물의 총칭입니다. 넓은 의미에서는 생명체에 의해 생성되는 모든 물질(추출물, 광물 포함)을 포함하며, 식물성 화학물질인 피토케미컬도 천연물의 일종입니다.
• 1차 대사산물 vs 2차 대사산물:
• 1차 대사산물: 당, 지방산, 아미노산과 같이 모든 생물에 존재하며 생체 내 대사에 직접 관여하는 물질입니다.
• 2차 대사산물: 특정 생물에만 존재하며 대사에 직접 관여하지 않거나, 1차 대사산물을 전구체로 하여 만들어지는 화합물입니다(Terpene, alkaloid, flavonoid 등). 생존에 필수적이지는 않지만, 진화적 이점을 제공합니다. 많은 2차 대사산물은 세포독성을 가지며, 포식자 등에 대한 '화학전'의 일환으로 사용됩니다.
• 연구 대상: 천연물화학은 주로 2차 대사산물을 연구 대상으로 합니다.
• 해양 천연물: 해양 생물에서 유래한 천연물을 대상으로 하는 해양 천연물학도 중요한 분야입니다. 해양은 지구 표면적의 70% 이상을 차지하고, 지구 전체 동물의 80%가 서식하는 생물 원료의 보고이지만, 현재까지 1% 미만만이 연구되었습니다. 해면동물은 해양 천연물 연구에서 중요한 위치를 차지합니다.
• 천연물 전합성: 추출 또는 구입 가능한 간단한 구조의 출발 물질로부터 유기화학적 지식을 이용하여 복잡한 구조의 천연물을 단계적으로 합성하는 과정입니다.
• 응용:
• 신약 개발: 천연물은 신약 개발의 중요한 원천입니다. 많은 의약품이 천연물 또는 천연물 유래 화합물을 기반으로 개발되었습니다. (예: 페니실린, 타미플루, 아스피린, 탁솔)
• 기능성 식품, 화장품 개발: 천연물에서 분리한 다양한 활성 화합물은 기능성 식품, 특수 목적형 식품, 화장품 등에 활용됩니다.