놀면서 공부하기

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 단백질과 관련된 실험기법들에 대해 알아보자.   Q3 : 단백질과 단백질간의 상호작용 여부를 어떻게 알 수 있을까?    두 macromolecule 사이에 interaction이 일어나는지 여부를 확인하기 위해 가장 많이 사용하는 방법 중 하나는 위 그림에 나타나 있는 two hybrid system임. 일단 우리가 서로 interaction을 하는지 여부를 확인하고자 하는 두 단백질을 A protein, B protein이라고 해보자. 이 때 A protein은 DNA binding domain(BD)과 결합시키고, B protein은 DNA activating domain(AD)과 결합시키게 되면 위와 같이 A, B protein이 서로 결합해서 서로 붙어있을 ..

이번 포스트부터는 단백질과 관련된 실험기법들에 대해 알아보자.  Q1 : 단백질의 서열을 어떻게 알 수 있을까?   과거에 protein을 sequencing하는 방법을 가장 먼저 고안해 노벨상을 받은 사람은 바로 Frederick Sanger임. (사실 Sanger는 이와는 별도로 DNA sequencing 방법도 고안하여 노벨상을 한 번 더 받음)  위 그림에는 insulin을 sequencing하는 과정이 나타나 있음. 우선 맨 처음에 insulin을 다양한 소화효소로 잘라줌. 그 결과 위 그림 오른쪽 위와 같이 서로 각기 다른 크기의 protein fragment가 만들어질 것임. 이 fragment를 SDS-PAGE를 이용해서 size-dependent하게 분리한 후 각각의 분리된 fragmen..

이번 포스트에서는 지난 포스트에 이어 peptide를 구성하는 중요한 요소 중 하나인 cofactor에 대해 알아보자.  실제 polypeptide가 곧 protein이 되는 경우도 있지만, 몇몇 경우에는 polypeptide 이외에 다른 요소가 더 첨가되어 protein을 구성하기도 함. 이 factor를 general하게 cofactor라 칭함. 이 cofactor들 중 inorganic한 녀석들을 작은 의미의 cofactor라 칭하며, organic한 녀석들을 coenzyme이라 칭하고, 이 cofactor들 중 enzyme에 permenantly(covalently) attached된 녀석들의 경우 prosthetic group으로 칭함.    이 때 enzyme에 붙은 좁은 의미의 cofacto..

이번 포스트부터는 펩타이드(peptide)에 대해 알아보도록 하자.    amino acid들은 위와 같이 carboxyl group과 amino group이 탈수축합되면서 peptide bond를 통해 연결될 수 있음.    이런 탈수축합반응에 의해 만들어지는 peptide의 경우 위와 같이 한쪽 끝은 amino group으로, 나머지 한쪽 끝은 carboxyl group으로 끝나게 됨. 이 중 amino group으로 끝나는 부분을 N-terminal, carboxyl group으로 끝나는 부분을 C-terminal이라 함. peptide를 구성하는 amino acid를 명명할 때에는 일반적으로 N→C 방향으로 1, 2, 3, 4...와 같이 명명하게 됨. 따라서 위 그림에 나와있는 peptide의 ..

이번 포스트에서는 아미노산의 이온화(ionization)에 대해 알아보자.    carboxylic acid는 acidic pKa를 가지고(7보다 작은 값) low pH에서 위 그림 위쪽과 같이 deprotonate됨. 한편 amino group은 basic pKa를 가지고, high pH에서 위 그림 아래쪽과 같이 protonate됨.    위 그림의 왼쪽은 acidic한 조건에서 methyl group에 carboxyl group이 붙어있는 acetic acid와 glycine을 비교한 결과를 보여주고 있음. 이 비교는 사실상 methyl group에 carboxyl group만 붙어있을 때에 비해 amino group이 추가적으로 붙어있을 때 어떤 효과가 있는지를 보는 비교라 보면 됨.  결과적으로..

이번 포스트에서는 amino acid의 종류에 대해 알아보자.   amino acid의 Cα탄소(알파탄소)에 붙은 R기의 종류에 따라 size, charge 등의 특성이 달라질 수 있고, 그 결과 물리, 화학적인 특성 또한 달라질 수 있음.    위 그림과 같이 functional group(위 그림의 경우 ester group)에 붙어있는 탄소 중 가장 근접한 탄소를 Cα, 혹은 α-carbon이라 함. 그리고 이 α-carbon에 붙어있는 hydrogen을 α-hydrogen이라 함.    한편 R기가 H인 glycine을 빼고는 모든 나머지 amino acid의 경우 α-carbon이 위 그림에서와 같이 chirality를 가짐. (자세한 내용은 유기화학 포스트들에서 다루어질 것임)    따라서 ..

이번 포스트부터는 단백질의 기본단위인 아미노산(amino acid)에 대해 알아보자.  protein은 우리 몸에서 엄청나게 많은 biological function을 수행함. 그 중 대표적인 것들이 아래와 같음.     protein은 효소로 작용할 수 있으므로 catalysis를 유발할 수 있음. 또 hemoglobin과 같은 protein들은 transport에도 기여 가능함. 이 밖에 collagen, 혹은 코뿔소의 뿔을 구성하는 keratin, 각종 cytoskeleton들은 structure에도 기여 가능함. 마지막으로 myosin과 actin 같은 protein들은 motion에도 기여할 수 있음.   일반적으로 protein을 구성하는 amino acid는 약 20개 정도임. 다만 prot..

이번 포스트에서는 버퍼(buffer)에 대해 알아보자.  buffer는 weak acid과 이에 대한 conjugate base의 혼합물로 구성되어 있으며, pH가 확확 바뀌는 것을 막아주는 역할을 수행함.   이 때 buffer의 buffering capacity가 실제로 buffer 역할을 제대로 수행할 수 있을 만큼 커지는 지점을 알기 위해서는 pH = pKa가 되는 point를 잘 살펴봐야함.     위 그림과 같은 반응을 가정했을때, Ka는 위 그림 오른쪽 위와 같이 나타낼 수 있음. 한편 이 식을 다시금 [H+]에 대해 정리한 후 양 변에 -log를 씌워주게 되면 결국 pH = -logKa -log([HA]/[A-])라는 식이 얻어지게 됨. 그런데 이 때 만약 [HA] = [A-]가 되면, 즉..

이번 포스트에서는 약전해질(weak electrolyte) 물에 녹는 경우에 대해 생각해보자.     위 그림에는 acetic acid(kind of weak acid)의 dissociation 반응이 나타나 있으며, 이 반응에서의 평형상수 Ka 값은 위 그림 아래와 같이 나타남. 보면 실제로 acetic acid의 dissociation과 관련된 Ka 값은 매우 작다는 것을 알 수 있음. (상온에서 상당히 적은 양의 acetate가 만들어짐) 이는 acetic acid가 weak acid이기 때문.    예를 들어 0.1 mole의 acetic acid가 물에 첨가되었고, 그 결과 final volume이 1L라 해보자. 이 경우 acetic acid + acetate의 총량은 0.1일 것이고, 이 때..

이번 포스트부터는 물의 이온화(ionization)에 대해 알아보자.   물은 사실 위와 같이 proton(H+)과 hydroxide ion(OH-)로 나누어질 수 있음.  다만 상온에서는 위 평형이 H2O쪽으로 잔뜩 치우쳐져 있고, 그 결과 이 반응의 Keq는 매우 적은 값임. (다만 이는 어디까지나 상온에서의 이야기이고, 온도가 달라질 시 위와 같은 dissociation 반응의 평형은 달라질 수 있음)    참고로 앞서 반응의 Keq는 위와 같이 표현할 수 있음.   그런데 solution 상에서는 H+가 생성되었다 하더라도, 이대로 계속 존재하지는 않고 거의 모든 경우 H2O에 의해 hydration(수화)되어서 H3O+(hydronium ion) 상태로 존재함.    한편 이 때 H3O+ ion..