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침의 활용

침은 침샘에서 분비되는 소화액으로 침 속의 아밀리아제는 녹말을 분해하는 역할을 한다. 또한 침은 세정제 역할을 해서 충치와 잇몸질환을 생기는 것도 막아준다.

이 밖에도 침에게는 또 다른 활용이 있다. 포르투갈에 있는 호세데피게이레도 연구소는 미술품을 복원하고 연구 하는데, 이 곳 연구진들이 자신의 침을 사용해 더러워진 미술품을 복원했다는 사실이 알려져 논란이 되었다. 이에 리스본대 연구소에서 침은 석유, 자일렌 등 세정효과가 있는 것들 중 가장 효과적이라는 것을 밝혀낸다. 침 속에 아밀레이스와 지방을 분해하는 라이페이스가 음식물을 분해하듯  미술작품의 더러운 표면 지워준 것이다.

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-수의사-
[동물에 대한 소화효소의 중요성]
효소란 음식물의 소화, 흡수, 불필요한 물질의 배출, 에너지 생산,조직세포 복원 등 생명이 살아가기 위해는 필수요소이다
그중에서도 음식의 소화 및 흡수에 중요한 역할을 하는것이 소화효소이다. 우선 소화효소가 원활하게 작용하기 위해서는 꼭 필요한 것이 있는데 비타민(특히 비타민D)과 미네랄 등의 보조효소이다
그래서 균형잡힌 음식을 먹었다고해도 소화효소나 보조효소 중 하나라도 부족하면 완전한 소화흡수가 안된다
효소는 체내에서 만들어지지만 나이나 몸상태등에 따라 차이가있는데 특히 노령견이나 노령묘가 이 기능이 많이 떨어진다 이럴때는 소화효소제를 먹이는게 좋은데 그렇다고 너무 어린강아지나 소화에 전혀 문제가 없는 경우 장시간 급여하게 되면 점점 소화효소제에 의지해 본래의 기능이 퇴화된다.
소화효소는 인위적인 보조제 형태가 아니라 천연의 음식 형태로 받아드리는것이 가장 좋다
발효식품, 야채, 과일, 치즈, 간 등에는 효소와 보조효소가 풍부하게 함유되어 있다.

출처: https://mypetlife.co.kr/18480/

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-수의사-
[동물에 대한 소화효소의 중요성]
효소란 음식물의 소화, 흡수, 불필요한 물질의 배출, 에너지 생산,조직세포 복원 등 생명이 살아가기 위해는 필수요소이다
그중에서도 음식의 소화 및 흡수에 중요한 역할을 하는것이 소화효소이다. 우선 소화효소가 원활하게 작용하기 위해서는 꼭 필요한 것이 있는데 비타민(특히 비타민D)과 미네랄 등의 보조효소이다
그래서 균형잡힌 음식을 먹었다고해도 소화효소나 보조효소 중 하나라도 부족하면 완전한 소화흡수가 안된다
효소는 체내에서 만들어지지만 나이나 몸상태등에 따라 차이가있는데 특히 노령견이나 노령묘가 이 기능이 많이 떨어진다 이럴때는 소화효소제를 먹이는게 좋은데 그렇다고 너무 어린강아지나 소화에 전혀 문제가 없는 경우 장시간 급여하게 되면 점점 소화효소제에 의지해 본래의 기능이 퇴화된다.
소화효소는 인위적인 보조제 형태가 아니라 천연의 음식 형태로 받아드리는것이 가장 좋다
발효식품, 야채, 과일, 치즈, 간 등에는 효소와 보조효소가 풍부하게 함유되어 있다.

출처: https://mypetlife.co.kr/18480/

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식혜이고 사용된 효소는 아밀레이스이다.

아밀레이스의 기능은 밥 속의 녹말을 엿당으로 분해하는 반응을 촉매하여 단맛을 내는 식혜가 되도록 한다.

그리고 이 효소의 종류는 가수 분해 효소이다.

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진로:수의사
개나 고양이중 특히 개의 몸에서 냄새가 심하게 나고 눈물자국이 생기거나 입냄새가 심한 경우가 많은데요 이러한 현상이 일어나는 이유는 반려동물 체내에 노폐물이 쌓인 후 원활하게 분해 배출이 안되기 때문입니다.

요즘 시판되는 강아지 사료들은 거의 대부분이 고칼로리 고단백의 영양가가 높은 제품입니다.

사료에는 각종 영양제, 식품첨가물 등이 함유되어 있습니다. 이러한 것들을 강아지가 섭취하고 소화 흡수하고

노폐물을 원활하게 분해 배출하기가 쉽지 않습니다.

강아지가 체내에서 자가 생산하여 각종 운동의 촉매작용을 할 수 있는 효소가 너무 부족합니다.

이럴때 강아지는 체내 노폐물 분해 배출에 문제가 생겨

여러가지 질환에 시달리기 시작합니다.

반려동물이 자가생성하는 효소가 부족할 때 해결방법은

복합식물성효소를 포함한 제품들을 사료와 음용수에 섞어 급여하면 체내 쌓여 있는 노폐물을 분해 배출시킬 것입니다. 효소제품에는 고양이합성효소 절단효소 운반효소와 장내 유익미생물을 활성시키는 보효소가 들어 있습니다. 이러한 각종 효소들의 촉매 작용으로 인하여

개냄새뿐만 아니라 각종 피부염증 가려움증 눈물과다흘림(유루증) 귓속염증 눈물냄새 강아지 입냄새 등을 사라지게 할 수 있습니다.

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피부화장품에 피부 각질을 제거하는 프로테이스라는 효소가 첨가됨.
단백질 분해 반응을 촉매하여 피부 표면의 각질을 제거한다.

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빵을 만들때는 이스트라는 재료를 필수로 넣습니다. 이스트는 당분이나 영양분을 가한 습기있는 밀가루에 섞게 되면 알코올 발효를 일으킵니다 이때 효소가 나오게 됩니다
알코올 발효가 일어날 때 다량의 이산화탄소를 발생시켜 빵을 부풀게 하는 작용을 일으킵니다. 25도에서 증식하기 시작하는 이스트균은 빵효소를 이산화탄소와 함께 만들며 빵을 부풀리게 되는 것입니다.
또, 제빵개량제라는 재료를 사용하기도 합니다. 시간이 많이 걸리는 발효과정의 시간을 단축시키고 질감과 부피를 키우고 싶을때 사용하는데, 재빵개량제 안에는 단백질 가수 분해 효소가 사용됩니다. 단백질분해효소는 아미노산 또는 펩티드 혼합물을 만드는 효소를 통틀어 말합니다 펩신, 펩티데이스, 트립신 등이 있습니다.

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단백질 가수분해(proteolysis)는 단백질을 더 작은 폴리펩타이드 또는 아미노산으로 분해하는 대사과정이다. 촉매가 없을 경우 펩타이드 결합의 가수분해는 수백 년이 걸릴 수 있으며 매우 느리게 진행된다. 단백질 가수분해는 전형적으로 프로테이스라고 하는 효소에 의해 촉매되지만 세포 내 소화에 의해 일어날 수도 있다. 낮은 pH또는 고온의 조건도 또한 비효소적으로 단백질 가수분해를 일으킬 수 있다. 다른 촉매와 마찬가지로 효소는 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 증가시키며, 일부 효소는 기질을 생성물로 수백 만배 더 빠르게 전환되도록 하거나 밀리 초 단위로 빠르게 반응이 일어나도록 유도하는 것으로 알려져 있다.

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진로 : 미술•애니메이션 분야 

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홍화를 연지로 만들어 붉은색을 염색하거나 화장품 혹은 식료품과 그림 그림 그릴때 붉은 물감으로도 쓰이기도 한다.

홍화씨의 효능은
먼저 홍화씨효능부터 살펴보면,

어혈치료와 통증완화 이외에도 다양한 효능을 가지고 있어 우리몸에 유익한 식물입니다.과다한 출혈로인하여 어지럼증을 겪고있는분과 혈액순환이 원활하지 못한분이나 월경이 순조롭지 못한분에게 도움이되며 생리통과 산후복통에도 좋은것으로 알려지고 있는 홍화입니다. 또한 동맥경화증이 있는분에게도 효과적이며 이외에도 다양한 효능을 가지고 있으나 그중

주요효능입니다. 주된  홍화씨효능은 어혈치료와 통증완화이며 부인병등에 좋은 약재라 볼수 있습니다. 홍화는 맛은 매우며 성질은 따뜻한 성질을 가지고 있습니다. 그러므로 찬성질을 가진분들에게 좀더 유리하고 따뜻한체질을 가진분들은 소량으로 드시는것이 좋습니다. 자신의 체질을 잘 모르신분이라면 전문의와 상의하에 복용토록 하는것이 건강에  좀더 도움이 될수 있습니다. 참고로 임산부는 자궁수축 우려가 있으므로 사용하지 않는것이 좋습니다.

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소염효소제 여기서 소염이란 염증을 가라앉힌다는 말이다. 염증반응 결과 죽은세포의 단백질 혹은 혈액응고에 관여하는 물질들을 분해하는 효소, 단백질분해를 촉진함으로써 진물과 고름등 염증증상을 완화시킨다.
또한, 체내에서의 작용기전 및 용량에 따른 효과가 불명확하므로 목적없이 투여하지 않도록한다.
주로 수술혹은 외상으로 인한 염증과 기관지염,부비강염, 편도염 안과질환등에서 처방되는 약제이다.

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출처 : 동아사이언스 / 효소의 방향적 진화

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진로 : 초등교사 / 언론

2018년 노벨화학상의 수상자인 프랜시스 아놀드 미국 캘리포니아 공대 교수는 ' 효소의 방향적 진화 ' 에 대해 연구하였다. 그는 효소 등 생물 분자를 원하는 기능으로 진화시켜 하성의약, 정밀화학제품, 바이오연료 등 인류에 도움되는 특수 화합물을 제조하고자 ' 효소의 방향적 진화 ' 에 대한 연구를 진행하였고, 그 결과 노벨화학상을 수상할 수 있게 되었다.

효소를 포함하는 단백질의 기능을 향상시키는 방법에는 크게 두 가지가 있다. 우선 단백질을 직접 디자인하는 것이다. 단백질의 3차원적 분자 구조를 분석한 뒤 단백질의 구조와 기능 사이의 관계를 이해해, 이를 바탕으로 향상된 기능을 갖도록 단백질의 아미노산 서열을 코딩한다. 즉, DNA서열을 변형한다.

문제는 아미노산 서열을 안다고 해도 복잡한 3차 구조를 갖는 단백질의 구조를 예측하는 건 매우 어렵다는 것이다. 그래서, 아놀드 교수는 단백질의 구조와 기능을 일일이 파악하지 않고 일단 단백질에 대한 정보를 담은 유전자에 여러 돌연변이를 도입한 뒤 그중 가장 기능이 향상된 단백질 변이체를 생산하는 개체를 골라내는 방향으로 발상을 틀었다. 이런 발상이 나오게 된 계기는 찰스 다윈이 주장했던 진화론에서 나왔다. dna의 돌연변이로 발생한 여러 개체 사이에서 환경에 가장 적합한 개체가 생존하고 나머지는 도태되는 진화의 과정에서 착안한 것이다.

진화를 이용해 효소의 기능을 개선하기 위해서는 우선 효소를 생산하는 DNA에 다양하게 돌연변이를 일으킨다. 이후 돌연변이 개체들의 기능을 분석해 가장 효율이 뛰어난 효소를 만드는 DNA를 가진 개체를 골라낸다. 이렇게 기능이 향상된 효소 변이체 유전자에 다시 돌연변이를 가하고 기능이 향상된 개체를 선별하는 과정을 반복한다. 그 과정에서 돌연변이가 누적되고, 기능 또한 획기적으로 향상된다. 즉, 기능을 향상시키는 돌연변이의 누적을 통해 원하는 방향으로 진화가 이뤄지는 것이다.

현재 아놀드 교수는 위에서 말한 효소의 방향적 진화를 통해 화학산업과 의약산업에서 원하는, 자연계에 존재하지 않는 새로운 화학반응들을 만들어 내는 연구를 진행하고 있다.

작성 참고 : 노벨상위원회, 동아사이언스

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단시간에 숙성효과를 얻기위해 고기에 연화제나 파인애플, 파파야, 무화과, 키위 등을 사용하며, 옛날부터 우리조상은 배나 무 등을 많이 이용했습니다

또한 현재에는 이 외에도 설탕이나 콜라, 사이다와 같은 탄산음료도 활용되고 있습니다.

연육제로 사용하는 과일이나 채소류에는 단백질 분해효소가 들어 있습니다.

연육제로 많이 이용하는 키위에는 액티니딘, 배에는 프로테아제, 파인애플에는 브로멜린 등의 단백질 분해효소가 들어있습니다

이런 연육제를 사용하여 우리 조상들은 식혜,불고기,보쌈등을 해 먹었고 그 방식은 지금까지도 이어져내려오고 있습니다식혜는 밥 속의 녹말을 엿당으로 분해하는 반응을 촉매하여 단맛을 내는 식혜가 되도록 하는 원리이고 불고기 또한 단백질 분해 반응을 촉매하여 고기가 연해지도록 하는 원리입니다
진로 : 역사/언론 시사

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파파인
효능•효과 : 소화개선, 의궤양•위염 개선
녹샥의 익지 않은 파파야(그린파파야)에는 강력한 소화요소인 파파인 성분이 다량 함유되어 있어 단백질을 분해하는 매우 강력한 소화효소로 음식을 먹을 때 소화를 돕는다. 또한, 그린 파파야 껍질과 과육을 즙을 내 석이 쓰릴 때 마시면 파파인 성분과 각종 활선성분이 의궤양과 위염을 개선하는데 도움을 준다고 알려져 있다.
*일부, 빈속에 마실 경우 염증에 자극해 더욱 악화될 우려가 있다

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진로:방송작가
[효소에 관한 대본 만들기]
MC: 요즘 효소가 몸에 좋다는 일명 효소 열풍이 돈다고 하는데요 그럼 효소가 역할을 하는지 함께 살펴 보실까요?
리포터A: 사람이 생명을 유지함에 있어서 음식물을 섭취하여 소화/분해 시킨 후 얻어지는 다양한 영양분이 몸 전체로 이동하여 에너지로 쓰인다고 합니다. 여기서 중요한 역할을 하는 것이 효소입니다. 몸 속에 들어온 음식은 저절로 분해되지 않으므로 소화효소에 의해 분해되어야 합니다. 분해되는 것 뿐만 아니라 분해된 입자가 세포 곳곳으로 이동하여 에너지로 쓰이는 과정에서도 효소가 관여한다는데요 그럼 이어서 노폐물 배출 보시죠!

리포터B: 신선한 음식을 통해 좋은 음식을 섭취하는 것만큼 노폐물을 되도록 빨리, 효율적으로 몸밖으로 배출시키는 것도 중요합니다. 효소는 몸의 대사과정에서 생기는 노폐물이나독소를 몸 밖으로 배출시킨다고 하는데요. 땀과 소변, 대변은 그런 작용에 의해 생기는 부산물입니다. 노폐물이나 독소가 원활하게 배출하기 위해서는 몸 속에 효소가 풍부해야 한다고 합니다.

리포터C: 효소가 부족할 경우 신진대사가 원활하게 이루어지지 않아 몸이 무겁고 몸 속에 독소가 쌓이게 됩니다. 독소가 체내에서 오랫동안 방치되면 세포에 노폐물이 축적되어 염증을 일으키고

여러가지 질병으로 이루어질 수 있다고 하는데요.

건강한 사람은 몸에 효소가 풍부하여 혈액 속 노폐물과 독소를 빨리 배출시킴으써 알칼리성이 되고,

건강하지 못한 사람의 혈액은 독소와 노폐물, 콜레스테롤이 많아 산성을 띠게 됩니다. 몸이 조금만 피곤해도 입 주위의 염증이 생기고 상처가 쉽게 아물지 않게 되는 것입니다. 하지만 몸에 효소가 충분할 경우 염증을 쉽게 다스리고, 염증 부위에 효소가 몰려서 해독과 살균 작용을 해줍니다

MC: 네 이렇게 효소가 좋은 효과를 내는줄 몰랐어요! 시청자 분들께서 이 방송을 보시고 앞으로 효소에 대해 더 알아가시길 바랍니다 ! 방송 마치겠습니다.

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미생물별 영양요구성 및 선호환경도 매우 다양해 세상에 존재하는 세균을 하나의 배지에 배양한다는 것은 불가능하지만, 이러한 특성을 이용해 특정 세균만을 선택적으로 배양하는 기술을 ‘순수분리’를 이용해 ‘미생물 아트(microbial art)’ 그룹의 과학자들은 이 방법을 이용해 서로 다른 모양과 색깔을 지닌 세균과 곰팡이를 미술의 재료로 활용했다. 얇은 붓을 미생물 배양액에 담근 후, 한천 평판배지를 화폭 삼아 정성스럽게 그림을 그렸다. 미생물은 인큐베이터에서 장시간 배양된 후 색다른 예술품으로 재탄생시켰다. 루시페라아제 효소에 의해 산화될 때 발광을 일으킨다. 반딧불이가 발광 생물의 대표적인 예이다. 시카고 로요라 대학의 헌터 콜 교수는 생물 발광 박테리아를 이용해 예술을 창조시켰다.

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- '화이트 바이오'는 효소나 미생물을 활용한 바이오메스의 생물학적 발효공정을 거쳐 플라스틱 등 화학제품을 생산하는 것이다. 온도, 습도 등 일정 조건이 갖춰지면 분해되어 퇴비로 활용이 가능하다.
- 바이오 플라스틱에는 옥수수 전분이나 사탕수수를 이용한 것이 있다. 생분해 포장재, 필름, 빨대, 컵 생산에 이용하고 있다. 석유 플라스틱보다 이산화탄소가 절반 정도 발생한다. 또한 분해되는데 6개월~5년 정도이고 물과 이산화탄소로 분해가 가능하다

- 플라스틱 분해 효소인 '페타제'와 '메타제'를 결합하여 새로운 효소를 만들어냈다. 단순히 혼합하는 것으로 PET의 분해 속도를 2배 높였고 두 효소를 연결하는 기술적 가공으로 '슈퍼 효소'흘 생성하여 효소 활성을 3배 이상 증가하였다. 이 효소들은 모두 PET 플라스틱을 분해해 원래의 구성요소로 되돌리는 방식으로 플라스틱을 끊임없이 재활용할 수 있다.

(사진 - 왼쪽 메타제, 오른쪽 페타제)

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크리스퍼란 인공 제한효소로  유전자의 손상된 DNA를 잘라내고 정상 DNA로 교체하는 유전자 편집 기술을 의미한다.
크리스퍼 구조의 인접한 위치에 내부 핵산분해효소 유전자가 존재하는 것이  발견되었다. 크리스퍼가 RNA로 전사되고 이 RNA와 결합하여 기억된 박테리오파지 DNA를 절단하는 핵산분해효소 캐스나인(Cas9)을 세균에서 찾아냈다. 캐스나인(Cas9) 효소 단백질은 외부 DNA를 제거한다는 사실이 새로 밝혀졌다.
최근 크리스퍼는 감염병을 진단하는 것에 유용하게 쓰이고 있다. 코로나19와 같은 감염병을 진단할 수 있는 것이다.