반응물
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
1. 개요
반응물은 생화학, 현미경학, 분광학, 원자층 증착 등 다양한 분야에서 사용되는 물질을 지칭한다. 생화학에서 기질은 효소에 의해 작용하는 분자로, 효소는 기질과 결합하여 화학 반응을 촉매하고 생성물을 생성한다. 현미경학에서는 시료를 장착하기 위한 기판으로 사용되며, 분광학에서는 시료를 지지하고 분석하는 데 활용된다. 원자층 증착에서는 화학 반응이 일어나는 초기 표면 역할을 한다.
더 읽어볼만한 페이지
- 효소반응속도론 - 효소 저해제
효소 저해제는 효소의 활성을 억제하는 물질로, 작용 방식에 따라 가역적 및 비가역적 저해제로 나뉘며 의약품 개발을 포함한 다양한 분야에서 활용된다. - 효소반응속도론 - 경쟁적 저해
경쟁적 저해는 억제제가 기질과 유사한 구조로 효소 활성 부위에 결합하여 기질 결합을 방해하는 효소 저해의 한 형태로, 기질 농도 증가로 억제 효과를 상쇄할 수 있으며 최대 반응 속도는 변하지 않으나 기질의 겉보기 친화도는 감소하는 특징을 가진다. - 촉매 반응 - 활성화 에너지
활성화 에너지는 화학 반응이 일어나기 위해 반응물이 넘어야 하는 최소 에너지 장벽으로, 반응 속도에 직접적인 영향을 미치며 촉매에 의해 조절될 수 있고, 아레니우스 식으로 표현되며, 다양한 화학 현상 이해에 필수적인 개념이다. - 촉매 반응 - 광촉매
광촉매는 빛을 받아 촉매 작용을 하는 물질로, 이산화티타늄이 주로 사용되며 유기물 분해, 수질 및 대기 정화 등에 응용되지만 가시광선 효율 향상 및 과장 광고 문제가 있다. - 화학 반응 - 촉매
촉매는 화학 반응에서 자신은 소모되지 않으면서 반응 속도를 변화시키는 물질로, 활성화 에너지를 낮추는 새로운 반응 경로를 제공하여 반응 속도를 증가시키며, 균일계, 불균일계, 생체 촉매 등 다양한 종류가 있고 여러 산업 분야에서 활용된다. - 화학 반응 - 축합 반응
축합 반응은 두 작용기가 결합하며 작은 분자를 생성하고 제거되어 새로운 작용기를 형성하는 화학 반응으로, 중축합이나 탈수 축합으로 응용되며 에스터화, 아미드화, 알돌 축합 반응 등이 대표적이다.
| 반응물 | |
|---|---|
| 반응물 | |
| 화학 | 화학 반응이 일어나는 물질 |
| 생화학 | 효소에 의해 작용되는 분자 |
| 관련 용어 | 촉매 효소 반응 화학 반응 활성 부위 |
2. 생화학
생화학에서 기질은 효소가 작용하는 분자이다. 효소는 기질을 포함한 화학 반응을 촉매한다. 단일 기질의 경우, 기질은 효소의 활성 부위에 결합하여 효소-기질 복합체를 형성한다. 기질은 하나 이상의 생성물로 전환된 후 활성 부위에서 방출된다. 그러면 활성 부위는 다른 기질 분자를 받아들일 준비가 된다. 다중 기질의 경우, 생성물을 생성하기 위해 함께 반응하기 전에 특정 순서로 활성 부위에 결합할 수 있다. 효소는 촉매이기 때문에 반응에 의해 변하지 않지만, 기질은 생성물로 전환된다.
예를 들어, 레닛 응고는 효소 레닌을 우유에 첨가할 때 발생하는 반응이다. 이 반응에서 기질은 우유 단백질(카세인)이고 효소는 레닌이다. 생성물은 더 큰 폴리펩타이드 기질의 분해에 의해 생성된 두 개의 폴리펩타이드이다. 또 다른 예는 카탈레이스에 의해 수행되는 과산화 수소의 화학 분해이다.
:
- 여기서 E는 효소, S는 기질, P는 생성물이다.
첫 번째(결합) 단계와 세 번째(비결합) 단계는 일반적으로 가역 반응이지만, 중간 단계는 비가역적일 수도 있고, 가역적(예: 해당과정의 많은 반응들)일 수도 있다.
기질 농도를 증가시키면 효소-기질 복합체의 수가 증가할 가능성이 높아지므로 반응 속도가 증가한다. 이는 효소의 농도가 제한 요인이 될 때까지 일어난다.
2. 1. 효소 다중기능성
효소는 일반적으로 기질에 매우 특이적이지만, 일부 효소는 효소 다중기능성이라는 특성인 한 개 이상의 기질에 대한 촉매 반응을 수행할 수 있다. 효소는 다수의 고유 기질들과 넓은 특이성을 가질 수도 있고(예: 사이토크롬 P450에 의한 산화), 어느 정도 낮은 속도로 촉매 반응을 할 수 있는 유사한 비고유 기질들의 세트를 가진 단일 고유 기질을 가질 수도 있다. 실험실 환경의 시험관 내에서 주어진 효소에 의해 반응할 수 있는 기질이 반드시 효소의 생체 내 반응에 대한 생리적, 내인성 기질의 특성을 반영하지 못할 수도 있다. 즉, 효소가 실험실에서 가능할 수도 있는 신체의 모든 반응들을 반드시 수행하는 것은 아니라는 것이다. 예를 들어, 지방산 아마이드 가수분해효소(FAAH)는 엔도칸나비노이드인 2-아라키도노일글리세롤(2-AG)과 아난다마이드를 시험관 내에서 비슷한 속도로 가수분해할 수 있지만, 지방산 아마이드 가수분해효소의 유전적 또는 약리학적 결함은 2-아라키도노일글리세롤이 아닌 아난다마이드를 증가시키는 것으로 보아 2-아라키도노일글리세롤은 지방산 아마이드 가수분해효소의 생체 내 기질이 아닌 것으로 드러났다.[17] 또 다른 예로 N-아실 타우린(NATs)은 지방산 아마이드 가수분해효소에 결함이 있는 동물에서 급격하게 증가하는 것이 관찰되지만, 시험관 내에서는 지방산 아마이드 가수분해효소의 기질로는 불충분해 보인다.[18]2. 2. 민감성
민감성 기질(민감성 지수 기질)은 임상 약물 상호작용 연구에서 특정 대사 경로의 강력한 저해제로 곡선하면적(AUC)이 5배 이상 증가하는 약물이다.[19]중간 정도의 민감성 기질은 임상 약물 상호작용 연구에서 특정 대사 경로의 강력한 저해제로 곡선하면적(AUC)이 2배 이상~5배 미만으로 증가하는 약물이다.[19]
2. 2. 1. 기질들 사이의 상호작용
동일한 사이토크롬 P450 동질효소에 의한 대사는 몇몇 임상적으로 중요한 약물-약물 상호작용을 일으킬 수 있다.[20][14]3. 현미경학
원자 현미경(AFM), 주사 터널링 현미경(STM), 투과 전자 현미경(TEM)과 같이 가장 널리 사용되는 세 가지 나노 규모 현미경 기술에서는 시료 장착을 위해 기판이 필요하다. 기판은 종종 얇고 화학적 특징이나 결함이 비교적 없다.[3] 일반적으로 은, 금 또는 실리콘 웨이퍼가 제조가 용이하고 현미경 데이터에 간섭이 없어 사용된다. 시료는 기판 위에 얇은 층으로 증착되어 신뢰할 수 있는 두께와 가소성을 가진 고체 지지체 역할을 할 수 있다.[2][4] 기판의 매끄러움은 시료 높이의 아주 작은 변화에도 민감하기 때문에 이러한 유형의 현미경 검사에서 특히 중요하다.
다양한 시료를 수용하기 위해 특정 경우에 다양한 다른 기판이 사용된다. 예를 들어 흑연 조각의 AFM에는 열 절연 기판이 필요하고,[5] TEM에는 전도성 기판이 필요하다. 일부 맥락에서 기판이라는 단어는 시료를 올려놓는 고체 지지체라기보다는 시료 자체를 지칭하는 데 사용될 수 있다.
4. 분광학
다양한 분광학적 기술은 분말 회절과 같이 시료를 기판에 장착해야 한다. 고출력 X선을 분말 시료에 쪼여 결정 구조를 추론하는 이러한 유형의 회절은, 결과적인 데이터 수집을 방해하지 않도록 비정질 기판으로 수행되는 경우가 많다. 실리콘 기판은 비용 효율적이고 X선 수집 시 데이터 간섭이 적어 널리 사용된다.[6]
단결정 기판은 위상별로 차별화하여 회절 패턴에서 관심 있는 시료와 구별할 수 있기 때문에 분말 회절에 유용하다.[7]
5. 원자층 증착
원자층 증착에서 기판은 시약이 결합하여 화학 구조를 정확하게 형성하는 초기 표면 역할을 한다.[8][9] 관심 반응에 따라 다양한 기판이 사용되지만, 시약이 기판에 부착될 수 있도록 어느 정도 친화력을 갖는 경우가 많다.
기판은 다른 시약에 순차적으로 노출되고 그 사이를 세척하여 과도한 물질을 제거한다. 기판은 이 기술에서 매우 중요한데, 첫 번째 층이 두 번째 또는 세 번째 시약 세트에 노출될 때 손실되지 않도록 결합할 장소가 필요하기 때문이다.[10]
참조
[1]
서적
substrate
[2]
웹사이트
Substrates for AFM, STM
https://www.emsdiasu[...]
2019-12-01
[3]
논문
TEM, STM and AFM as tools to study clusters and colloids
1998-04-01
[4]
웹사이트
Silicon Wafers for AFM, STM
https://www.emsdiasu[...]
2019-12-01
[5]
논문
Atomic force microscopy for two-dimensional materials: A tutorial review
2018-01-01
[6]
웹사이트
Specimen Holders - X-ray Diffraction
https://www.bruker.c[...]
2019-12-01
[7]
웹사이트
Single-crystal X-ray Diffraction
https://serc.carleto[...]
[8]
논문
Tailoring nanoporous materials by atomic layer deposition
2011-10-17
[9]
논문
Germanium surface passivation and atomic layer deposition of high-kdielectrics—a tutorial review on Ge-based MOS capacitors
2012-06-22
[10]
논문
Multiple reprobing of Western blots after inactivation of peroxidase activity by its substrate, hydrogen peroxide
https://linkinghub.e[...]
2009-10-01
[11]
논문
Supersensitivity to anandamide and enhanced endogenous cannabinoid signaling in mice lacking fatty acid amide hydrolase
2001
[12]
논문
Assignment of Endogenous Substrates to Enzymes by Global Metabolite Profiling
2004
[13]
웹사이트
Drug Development and Drug Interactions: Table of Substrates, Inhibitors and Inducers
https://www.fda.gov/[...]
U.S. Food and Drug Administration
2021-05-26
[14]
논문
Drug interactions due to cytochrome P450
[15]
서적
substrate
[16]
서적
substrate
[17]
논문
Supersensitivity to anandamide and enhanced endogenous cannabinoid signaling in mice lacking fatty acid amide hydrolase
2001
[18]
논문
Assignment of Endogenous Substrates to Enzymes by Global Metabolite Profiling
2004
[19]
웹인용
Drug Development and Drug Interactions: Table of Substrates, Inhibitors and Inducers
http://www.fda.gov/d[...]
U.S. Food and Drug Administration
[20]
논문
Drug interactions due to cytochrome P450
본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.
문의하기 : help@durumis.com