PEG 실험

복합 비타민 PEG 활성화에 대한 실험은 주로 인체 또는 동물 모델을 사용하여 진행됩니다. 이러한 실험은 일반적으로 다음과 같은 단계로 진행될수 있음.

1. 비타민 조성 및 혼합: 실험에 사용할 복합 비타민 PEG를 조성하고 혼합합니다. 이때 사용되는 비타민의 종류와 함량은 연구 목적과 특성에따라 다를 수 있음

2. 동물 모델 또는 인체 실험 대상 선택: 실험에 사용할 동물 모델을 선택하거나 인체 실험 대상을 모집함. 동물 모델을 사용하는 경우 해당 동물의 특성과 건강 상태를 고려하여 실험을 진행함.

3. 투여 및 효과 관찰: 실험 대상에게 복합 비타민 PEG를 투여하고, 일정 기간 동안의 효과를 관찰함. 이때 효과는 주로 비타민의 흡수율, 혈중 농도 변화, 생리학적 파라미터 등을 측정하여 평가함.

4. 데이터 분석: 실험 결과를 통계적으로 분석하여 비타민 PEG의 효과를 확인하고, 다른 조건이나 처리 그룹과 비교함.

5. 결과 해석 : 실험 결과를 해석하여 비타민 PEG의 효과에 대한 결론을 도출함.

비타민 E 결합

비타민 E 결합은 보통 다른 화합물이나 분자와 비타민 E를 결합시키는 과정을 가리킴.이는 주로 비타민 E의 용해도를 향상시키거나 생체 내흡수율을 높이기 위해 수행.

일반적으로, 비타민 E는 지용성이기 때문에 용수성 환경에서는 잘 용해되지 않고, 이로 인해 체내 흡수율이 낮을 수 있음. 따라서, 비타민 E를다른 물질에 결합시켜 용해도를 높이거나 흡수율을 향상시키는 것이 중요함. 이를 통해 비타민 E의 생리활성이 개선되고, 건강에 미치는 영향이 최대화될 수 있음.

비타민 E가 다양한 물질에 결합되는 예로는 포스포립리피드, 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 레시틴, 아세틸화 등이 있음. 이러한 결합체들은 비타민 E의 흡수 및 생체 이용성을 향상시킬 수 있음.

비타민 B3 결합

비타민 B3, 즉 나이아신 또는 나이아시니다른 화합물이나 분자와 결합되는 과정을 의미함. 비타민 B3 결합은 보통 나이아신과 다른 물질을조합하여 흡수율을 향상시키거나 부작용을 줄이기 위해 수행됨.

▶ 내용 :

1) 유량과 압력 차의 관계: 유체가 관을 통해 흐를 때, 유량은 압력 차에 비례하고 관의 길이에 반비례한다.

2) 유량과 관의 반지름과의 관계: 유량은 관의 반지름의 4제곱에 비례한다.

3) 유량과 유체의 점성도와의 관계: 유량은 유체의 점성도에 반비례한다. 점성도가 높을수록 유량이 감소한다.

▶ 수학적 표현 : Q = (π r^4 ΔP) / (8 μ L)

( Q: 유량 / r: 관의 반지름 / ΔP: 압력차 / μ: 유체의 점성도 / L: 관의 길이 )

▶ ‘혈관 내 혈액 유동 분석’에서의 응용

1) 혈관을 관으로 모델링

: 혈관을 균일한 직경을 가진 원형 관으로 가정한다. 이를 통해 하겐-푸아죄유의 법칙을 적용할 수 있다.

2) 압력 차와 유량의 관계 분석

: 하겐-푸아죄유의 법칙에 따르면 압력 차와 유량은 선형 관계를 가진다. 이를 통해 혈관 내 압력 차와 혈액 유량 간의 상관관계를 파악할 수 있다.

3) 혈액 점성도 고려

: 하겐-푸아죄유의 법칙에서 혈액의 점성도가 중요한 변수로 작용한다. 혈액의 점성도 변화에 따른 유량 변화를 분석한다.

4) 혈관 직경 변화 감지

: 하겐-푸아죄유의 법칙에 따르면 유량은 혈관 직경의 4제곱에 비례한다. 따라서 유량 변화를 통해 혈관 직경 변화를 감지할 수 있다.

5) 혈관 저항 계산

: 하겐-푸아죄유의 법칙을 이용하여 혈관 저항을 계산할 수 있다. 이를 통해 혈관 질환으로 인한 혈관 저항 변화를 감지할 수 있다.

▶ 역사

-1840년에 독일 물리학자 고틀리프 하겐과 프랑스 물리학자 장 푸아죄유에 의해 발견되었다.

-19세기 초반, 유체역학 분야에서 많은 연구가 진행되고 있었다. 특히 관 내부를 흐르는 유체의 유동 특성에 대한 연구가 활발했다.

-하겐은 1839년에 관 내부의 유체 유동에 대한 실험을 수행했고, 푸아죄유는 1840년에 이를 이론적으로 설명하는 방정식을 도출했습니다. 이 방정식은 관 내부의 압력 변화, 유체의 점성도, 관의 길이와 반지름 등의 요소가 유량에 미치는 영향을 나타낸다.

--> 효과적인 면역 반응을 증강시키기 위해 원하는 항원과 혼합하여 사용되는 물질

면역증강제의 역할

--> 일반적으로 실시하는 항원을 사용한 예방 접종은 보통 T세포 반응이 거의 또는 전혀 없는 약한 항체 반응을 유도한다. 따라서 충분한 항체 반응을 위해서는 예방 접종을 여러 번 해야 할 수도 있다. 이 점을 극복하기 위해 백신 개발자는 백신 후보물질에 면역증강제를 포함하여 약한 항원이 유발하는 면역반응의 강도를 높여서 백신 효과를 극대화할 수 있다.

면역증강제의 종류

-->

면역증강제를 분류하는 기준

1. 구성요소(자연적, 인공적, 내인성)

2. 작용기전

3. 화학적 구성

면역증강제는 작용기전에 따라 크게 두 범주로 나눌 수 있다.

1. 항원 전달체 역할을 하는 면역증강제

2. 직접 면역반응을 활성화시키는 면역증강제

+ 항원 전달체에 면역 자극 분자를 혼합한 복합 면역증강제

사람 백신에 가장 많이 사용되는 면역증강제는 alum으로, 현재 접종되고 있는 대부분의 백신들에 사용되고 있다. 일반적으로 수산화알루미늄과 인산알루미늄을 사용한다. Alum은 난용성 염(물에 녹지 않는 염)으로 단백질을 흡착하여 단백질 항원의 안정성을 증가시키고 항원을 천천히 방출하여 면역세포를 지속적으로 활성화한다. 또한 alum에 흡착된 항원은 입자형태가 되므로 면역세포의 식균작용이 증가한다. 또한 alum 자체가 국소적으로 면역반응을 일으키는데, alum이 세포에 위험 신호로 작용하여 IL1-β 분비를 유도한다는 연구 결과가 있다. Alum은 주로 Th2-type 면역반응을 유도하므로 항체성 면역반응활성은 우수하나 세포성 면역반응은 일으키지 못한다는 특징이 있다. 따라서 alum은 항체만으로 감염방어가 충분한 경우에는 우수한 면역증강제이지만 세포성 면역반응이 필요한 백신에는 적합하지 않다.

신종인플루엔자 대유행시에 우리나라에서 팬데믹 인플루엔자백신의 필요 항원량을 줄이기 위해 도입되었던 MF59는 '스쿠알렌'을 기반으로 하는 수중유형 에멀전 형태의 면역증강제로서 항원에 대한 항체면역반응 유도 활성이 우수한 반면 세포성 면역반응 유도활성은 낮은 편이다.

인체의 면역세포는 감염 시에 각각의 병원성 세균이나 바이러스에 특이적인 면역반응을 일으키지만 세균의 세포벽, LPS, 단백질이나 바이러스의 RNA/DNA와 같이 공통적으로 존재하는 분자들에 대응하기 위한 수용체 또한 지니는데 이들을 pattern recognition receptor(PRR)이라 한다. Toll-like receptor(TLR)는 대표적인 PRR로서 사람에서는 11종이 알려져 있는데, TLR 작용제들이 면역세포에 대한 활성이 강하므로 백신 면역증강제로 개발되고 있다. 그람음성 세균의 세포외막에 존재하는 LPS는 내독소로서 면역세포의 TLR4에 작용하여 강력한 면역반응을 일으킨다. TLR4 작용제는 수지상세포와 대식세포의 수용체에 작용하여 세포를 활성화시켜 항원 탐식활성을 증가시킨다. 또한 사이토카인의 분비를 촉진시키고 세포표면항원 및 MHC 분자의 발현을 증가시켜 T 세포에 대한 항원제시기능을 증가시킴으로써 후천면역반응을 촉진시키는 효과를 갖는다. TLR4 작용제는 항체성 면역반응 증강작용이 우수할 뿐만 아니라 세포성 면역반응도 증강시킨다. 그러나 LPS자체는 매우 독성이 강하므로 lipid A 부분만을 분리하여 비독성화한 면역증강제로 사용되며, monophosphoryl lipid A (MPL)가 대표적인 예이다. 세균의 DNA는 포유동물의 게놈 DNA와는 달리 CpG motif의 사이토신이 메틸화되어 있지 않으므로 면역세포가 비자기 항원으로 인식하게 되며, 이를 인지하는 수용체는 TLR9이다. TLR9 agonist는 수지상세포, 대식세포, NK 세포 및 B 세포 등 다양한 면역세포를 활성화하여 내재면역과 후천면역을 모두 활성화시키며 항체성 면역반응뿐만 아니라 세포성 면역반응도 증강시킨다.

TLR9 작용제로 CpG motif를 포함한 'oligonucleotide'가 면역증강제로 개발되고 있다. 이외에도 TLR2/6 작용제, TLR5 작용제, TLR7 작용제, TLR8 작용제가 면역증강제로 개발되고 있다.

점막면역증강제는 점막면역을 유도하기 위해 사용되며, 특히 아단위단백질백신을 점막백신으로 개발하고자 할 때 유용하다. 대표적인 점막증강제로는 세균의 A-B type 독소들이 있다. 독소의 B 소단위체는 표적세포의 수용체와 결합하여 A 소단위체가 세포로 들어갈 수 있도록 하며, A 소단위체는 세포 내에서 생리활성을 나타낸다. 그러므로 독소의 B 소단위체만을 분리하여 점막면역증강제로 사용하면 세포독성없이 점막면역만을 활성화 할 수 있다. 점막면역증강제를 사용하면 전신성 면역반응뿐만 아니라 점막의 IgA(면역글로불린항체A) 분비를 활성화하는 장점이 있으나 세포성 면역반응 증강효과는 크지 않은 것으로 알려져 있다.

리포좀은 생체의 세포막과 같이 인지질의 이중막 구조를 가지고 있는 입자를 말하는데, 항암제처럼 독성이 강한 물질이나 생체안정성이 낮은 약물을 표적세포나 기관에 전달할 목적으로 개발되었다. 리포좀은 성분과 구조가 생체막과 동일하여 독성이 없으며, 그 자체로는 면역증강활성을 지니지 않지만, 양이온성 리포좀은 면역활성이 있어 면역증강제로 개발되고 있다. 리포좀은 제조가 어려운 편이고, 동결보관 시 잘 파괴되며, 냉장 보관 시에도 안정성이 낮은 것이 단점이다. 리포좀에 백신항원을 함입시킨 virosome 형태의 백신이 사용되고 있다.

위에서 언급된 여러 면역증강제들 중에서 작용기전이 다른 면역증강제 두 종류를 혼합하여 사용하면 효능 면에서 상승작용을 기대할 수 있다. 최근에는 두 종류의 TLR 작용제를 같이 사용하거나, TLR4/TLR9 작용제를 alum또는 리포좀과 혼합하여 면역증강제 시스템으로 개발하고 있다. 면역증강제 시스템은 특히 그 동안 개발에 성공하지 못했던 결핵백신, 말라리아백신, 에이즈 백신이나 암 치료백신 등을 개발하는데 활용되고 있다.

ADC(항체-약물 접합체)는 강력한 세포독성 항암제를 암세포에 특이적인 항체에 결합시켜 암세포 내부로 전달하는 기술로, 암 치료에 적용될 수 있다.

ADC) 는 강력한 세포독성 항암제를 암세포 특이적인 항체에 접합하여 암세포 내부로 전달함으로써 정상세포 보다는 암세포에 선택적인 독성을 나타내도록 제작된 표적항암제의 일종임. 표적항암제는 1906년 독일 과학자였던Paul  Erich  박사가 제안한 “마법의 탄환” 이라는 개념으로부터 시작됨. 1958년과1967년 항체에 저분자약물을 접합시킨 약물이 개발되었으며 1975년에 동물시험을 진행하였으나, 다중클론 동물항체를 사용한 것이어서 장기간 투여를 요하는 만성질환의 치료제와는 거리가 멀었음. 1975년에 하이브리도마 기술 개발로 단일클론 항체기술이 개발되었고  1988년 인간화 항체가 개발되면서 항체치료제와 ADC치료제 개발의 길이 열렸다. 2000년에 화이자와 와이어스에서 최초의 ADC 치료제인Mylotarg에 대하여 미국FDA로부터 신약승인을받음.

마일로타그(Mylotarg)는 급성 골수성 백혈병 성인 환자의 치료를 위한 독립형 치료제로 2000년 5월에 신속 승인받음.

장점

표적 특이성: 정상 세포에 대한 영향을 최소화하면서 암 세포만을 표적으로 함.

향상된 효과: 약물이 직접 암 세포 내부로 전달되기 때문에, 더 낮은 용량으로도 높은 치료 효과 기대 가능.

부작용 감소: 정상 세포에 대한 영향이 적기 때문에 전통적인 항암 치료에 비해 부작용이 상대적으로 적음.

제조 복잡성: ADC는 제조 과정이 복잡하고 정밀한 기술 필요.

면역세포의 종류-NK세포, T세포, B세포, 수지상세포

I. NK 세포- 자연 살해 세포로 체내 1차 방어작용을 대표하는 면역세포임.

기능-비정상 세포를 인지할 수 있는 다양한 수용체를 가지고 있기 때문에 암세포나 바이러스 감염세포 등의 비정상 세포를 스스로 감지하고 즉각적으로 제거함.

면역계 조절-수지상세포, T세포, B세포의 활성을 유도하여 면역반응과 염증반응을 조절함.

암 세포의 증식과 재발, 전이를 효과적으로 억제-암 줄기세포나 순환종양세포들을 효과적으로 제거

II, T세포- T세포 또는 T림프구는 항원 특이적인 적응 면역을 주관하는 림프구의 하나임.

종류-미접촉 T세포(아직 항원을 마나지 못 함)

-효과 T세포(항원을 만나 성숙함)-백혈구들의 분화 및 활성화를 조절함으로써 체액성 면역을 촉진하는 세포

-기억 T세포-항원이 재차 침입하였을 때 빠르게 활성화되어 효과 T세포의 기능을 할 수 있게 도와주는 역할

III. B세포-림프구 중 항체를 생산하는 세포이다.

골수에서 형성되고 표면에는 항원이 부착되는 특정 부위가 있음. 이 세포는 거의 무제한 수의 다양한 항원을 인식할 수 있음.

목적-공격하기 위해 항원을 표지하거나 이를 직접 중화시키는 항체를 생산하는 것 또한 T세포를 활성화 시킬 수 있음.

1차 면역 반응-B 세포가 항원을 처음 만나면 항원이 수용체에 부착되어 B 세포를 자극합니다. 일부 B 세포는 기억 세포로 변하여 특정 항원을 기억하고, 어떤 B 세포는 형질 세포로 변합니다. 이 과정에서 도움 T 세포가 B 세포를 도와줍니다. 형질 세포는 항체 생산을 자극했던 항원에 해당되는 항체를 생산합니다. 최초로 항원을 만난 후에는 특정 항체가 충분하게 생산되는 데에 수 일이 소요됩니다. 그러므로 1차 면역 반응은 느리게 진행됩니다.

2차 면역 반응-하지만 그 후에 B 세포가 항원을 다시 만나면 기억 B 세포가 항원을 신속히 인식하고 증식하여 형질 세포로 변해서 항체를 생산합니다. 이 반응은 신속하고 매우 효과적입니다.

IV. 수지상세포-인체 전반의 피부, 림프절 및 조직에 존재함. 대부분의 수지상 세포는 항원 제시 세포이다. 즉 항원을 삼켜서 처리하고 제시하여 T세포가 항원을 인식할 수 있게 함.

T세포와 B세포에 항원이 전달되면 이들 세포가 활성화됨.

2. 체내에 있는 면역세포의 양

NK세포는 자가면역질환, 고지혈증, 만성피로, 영양장애, 신장질환 등과도 관련이 있으며 말초혈액 림프구의

10∼15%를 차지한다. 종양세포나 바이러스감염세포를 직접 죽이거나 사이토카인을 분비, 세포독성T세포와

B세포를 활성화시켜 간접적으로 공격해 선천성 면역반응 및 종양면역반응에 중심적인 역할을 수행한다.

1980년까지는 NK세포의 수와 항암면역 능력이 비례한다는 게 정설이었다. 하지만 이후 진행된 연구에서

NK세포의 수와 항암작용은 무관한 것으로 밝혀졌다. 1990년대부터는 NK세포의 수보다 그 활동성에 따라

암진행률이 억제된다는 사실이 증명됐다.

연세대 세브란스병원이 5대 암(위암·유방암·전립선암·췌장암·대장암)환자의 NK세포 활성도에 따른 임상시험을

진행한 결과 5대 암환자군과 정상인 사이의 NK세포 활성도 수치가 크게 달랐다. 5대 암환자군의 NK세포 활성도는

54~150pg/ml로 나타났고 정상인 수치인 750pg/mL보다 현저히 낮아 NK세포 활성도로 항암면역능력치 측정이

가능해졌다.

NK세포 활성도 수치에 따른 통상적 분류는 ▲500pg/mL 이상이 정상치 ▲250~500pg/mL 미만이 정상 경계치

▲100~250pg/mL 미만이 주의치 ▲100pg/mL 이하가 이상치다.

비정상세포를 공격할 수 있는 NK세포 활성도는 면역력의 지표라고 할 수 있다. NK세포 활성도 검사는 자극인자를 통해

혈액 내 NK세포를 특이적으로 활성화시킨 후 NK세포로부터 분비되는 인터페론 감마의 양을 효소면역분석(ELISA)으로

측정해 활성도를 정량화할 수 있다.

https://www.gclabs.co.kr/pr/press/view/1225?page=23

몸길이 0.2~1.8mm

심장이 등쪽에 붙어 있고 갑각은 배쪽에 붙어있음

두 장의 껍질은 반투명, 몸색은 무색,담황생,담홍색

배 뒷부분에 양쪽에 12~18개의 가시가 있음

등 쪽에 척추처럼 길게 들어있는 것은 대장임

특징

혈관이 없고 심장,혈액만 존재함

심장에서 피를 뿜으면 등과 머리의 껍데기 속으로 들어온 물을 따라 피가 온 몸에 전해지는 방식임

알은 등쪽에 들어 있고 가끔 등 속에 오래 있어서 알 대신 새끼들이 들어 있음

머리 앞쪽에서 뻗어나온 더듬이로 노젓기를 하여 헤엄치고 한국 기준 5월쯤에 논에서 떼거지로 모여있음

먹이는 녹조류와 남조류임

독성실험에 자주 이용됨 물벼룩이 독성 물질을 이용하여 곰팡이 감염을 치료 및 예방한다는 것을 발견함

(남조류의 독으로 물벼룩이 감염되는 곰팡이를 억제하는 능력을 가지고 있어서 예방이 가능함)

녹조류를 먹었을때 알을 많이 낳지만 생존능력 떨어짐 남조류(독성이 있는 마이크로시스티스)를 먹었을때 알을 적에 낳고 생존능력이 강함

물벼룩을 사용하는 이유

갑각이 투명해서 현미경으로 관찰하면 심장 박동과 기관의 움직임을 관찰할 수 있음

몸집이 작아 심장이 빨리 뜀

[항체-약물 접합체(ADC)]

: 암과 같은 질병을 표적으로 하는 특정 항체에 약물을 접합시킨 형태의 치료제

- 특정 항체가 암세포 표면의 특정 단백질이나 리셉터에 결합하도록 설계되어 있음

- 그 결합을 통해 약물이 직접 암세포 내부로 전달됨

- 약물의 효과를 극대화하고 정상 세포에 대한 부작용을 최소화하는 전략임

[항체-약물 접합체의 구성 요소]

• 항체 (Antibody)

: 특정 암세포 표면 단백질을 인식하고 결합할 수 있는 단백질

- 약물을 직접적으로 암세포에 전달하는 역할

• 약물 (Drug)

: 항체에 의해 정확하게 표적화됨으로써 정상 세포에 대한 영향을 최소화하는 역할

- 매우 강력한 항암제

- 소량만으로도 암세포를 사멸시킬 수 있음.(일반적인 항암 치료에서는 사용하기 어려울 정도로 독성이 강함.)

• 연결체 (Linker)

: 암세포 내부 또는 특정한 조건에서만 약물이 방출되도록 설계됨

- 항체와 약물을 연결하는 화학적 구조 연결체는 안정성이 높아야

함.

- 약물이 원치 않는 시간이나 위치에서 방출되지 않도록 해야 함.

[작동 원리]

1. 항체 - 혈류를 통해 몸 안을 순환하는 과정에서 특정 암 세포 표면의 단백질이나 리셉터에 결합함.

2. ADC가 암세포에 의해 내부로 흡수됨

3. 암세포 내부에 들어간 후, 연결체가 분해되면서 약물이 방출됨

4. 방출된 약물은 암세포를 사멸시키거나 성장을 억제함.

아세틸콜린: 심장박동을 억제하는 신경전달물질

심장조직에서는 저해작용을 골격근에서는 흥분작용을 함

아세틸콜린을 생산하는 콜린성 시스템이 손상되면 알츠하이머병과 관련된 기억손실이 발생할 수 있음.

최근 아세틸콜린 교란이 우울장애의 일차적인 원인이 될수 있다는 주장이 제기됨.

아드레날린(=에피네프린)

교감신경 말단에서 분비됨

심장박동을 촉진함

모세혈관이 수축함

혈압이 상승함

노르 아드레날린(=노르 에피네프린)

->노르의 의미 ->새롭게 발견된 물질임을 의미함

에피네프린과 노르 에피네프린의 차이

-> 작용위치가 다름

에피네프린은 부신 수질에서,노르 에피네프린은 중추 신경계에서 분비됨.

에피네프린은 혈압상승과 심장박동수에 영향을 미침

노르에피네프린은 혈관수축과 확장,혈액순환을 조절함

물벼룩의 구조

물속에서 사는 0.2~1.8mm 정도의 작은 생물체

녹조류 작은 곤충을 먹음

물벼룩이 투명한이유

전체적으로 무색으로 되어 있고 머리 부분과 배부분의 갑각이 투명색으로 되어 있음

혈관이 없고 물의흐름을 이용하여 작용을 함

심장은 등부분에 붙어 있음

1. 항산화 효과: 비타민 E와 폴리에틸렌 글리콜의 결합을 통해 강력한 항산화 효과를 나타냄

2. 콜라겐 생성 효과: 복합 비타민 컨쥬게이트는 콜라겐 생성을 촉진함

3. 멜라닌 생성 억제 효과: 복합 비타민 컨쥬게이트는 멜라닌 생성을 억제하여 미백 효과를 나타냄

4. 자외선 차단 효과: 비타민 E와 폴리에틸렌 글리콜의 결합은 자외선 차단 효과도 있어 피부 보호에 도움이 됨

5. 비타민 E-폴리에틸렌 글리콜-비타민 B3 컨쥬게이트는 물에 대한 용해성이 향상되고, 안정성이 높아지며, 독성이줄어들어 화장품 구성물, 의약 구성물, 기능성 식품 등에 효과적으로 사용될 수 있음

자유 라디칼 소거 실험과 복합 비타민 컨쥬게이트의 연결에서

자유 라디칼 소거 실험은 항산화 활성을 측정하는 데 널리 사용되는 방법이다. 이 실험을 통해 복합 비타민 컨쥬게이트의항산화 효과를 평가할 수 있다

DPPH 자유 라디칼 소거 실험은 항산화 물질이 DPPH 자유 라디칼을 얼마나 효과적으로 소거하는지를 측정하여 항산화활성을 평가한다 결과적으로 복합 비타민 컨쥬게이트는  비타민 C와 비타민 E에 비해 우수한 항산화 활성을 보였음을 확인할 수 있다

30209 안지민

30211 이소윤

비타민 D의 생리적 기능

1. 뼈 건강 유지- 비타민 D는 햇빛을 받아 피부세포에서 콜레스테롤 유도체로부터 합성되어 소장에서 칼슘 흡수를 증가시켜 뼈를 튼튼하게 하는 데 결정적인 역할을 함

2. 면역 기능 강화- 면역체계의 정상적인 기능을 지원하여 감염과 질병으로부터 몸을 보호하는 데 도움을 줌

   3. 암 예방- 비타민 D는 암의 위험도 줄여줌. 이는 비타민 D가 암세포에 독성이     나타내기 때문으로 추정됨. 또한 암세포를 발견해 죽이는 유전자의 역할을 강화시키기 때문이라는 이론도 있음.

비타민D의 화학적 특성

• 비타민 D는 지용성 비타민의 한 종류로, 크게 비타민 D2와 비타민 D3로 나뉨.

• 비타민 D2: 식물에서 발견되는 형태로 식물의 스테롤인 에르고스테롤이 자외선에 의해 전환되어 생성됨.

• 비타민 D3: 동물에서 발견되는 형태로 피부의 디하이드로콜레스테롤이 자외선에 의해 전환되어 생성됨. 이 형태가 인체에서 가장 활성이 높음.

비타민 D 흡수 방법

1. 햇빛 노출 - 비타민D는 유일하게 식품으로 섭취하지 않아도 햇빛을 통해 체내에서 흡수 됨

2. 식품 섭취 - 연어, 고등어, 청어 같은 기름진 생선에 가장 많이 함유되어 있음. 이밖에 계란 노른자, 버섯류, 비타민D 강화 유제품에 주로 함유 되어있음

3. 보충제 섭취

비타민D 결핍증

1.   비만, 당뇨병, 심장병, 골다골증, 퇴행성 관절염, 대장암 같은 질병 발생

    - 비타민 D가 결핍되면 인슐린 작용이 둔해져 복부 비만의 원인이 되며,

       체중을 일정하게 유지해 주는 체중 조절점이 올라가 지방량이 증가함.

   2. 뼈 골절의 원인

   - 어린이에게 비타민 D가 결핍되면 골격의 석회화가 충분히 이루어지지 않아 골격이 약화되고 압력을 이기지 못해 휘게 되어 구루병을 야기함. 성인에게는 골소주 표면의 뼈 유기 기질이 무기질화 부족을 일으키며, 골단 성장이 제대로 되지 않아 골연화증이 나타남. 즉 새롭게 만들어지는 뼈의 골화가 미약하여 엉덩이, 척추, 기타 뼈 골절의 원인이 됨.

쿠커비투릴 이름 - 호박의 학명인 쿠커비타세와 이 분자를 구성하는 단위 분자인 글리콜우릴의 이름을 합쳐 쿠커비투릴이라고 한다

쿠커비투릴에 대해서

쿠커비투릴의 모양

• 호박의 위아래를 수평으로 잘래낸 뒤 속을 파낸 모양이다.

쿠커비투릴 구조

• 쿠커비투릴은 ‘글리코투릴’이라 부르는 분자 6개가 모여 만들어져 작은 분자들이 모인 거대 분자집합체, 초분자이다. 글리콜우릴은 산소, 질소, 탄소, 수소 네 가지 원소로 구성된 분자다. 이러한 분자를 여러 개 블록 맞추듯 연결한 것이 쿠커비투릴이다. 쿠커비투릴은 원자끼리 전자를 공유하는 강력한 결합이 아닌 약한 결합(수소결합, 정전기적 결합, 반데르발스결합 등)으로 결합되어있다. 따라서 각 분자들은 조건에 따라 결합하기도 하고 떨어지는 특성을 보인다.

쿠커빌투릴 활용 (나노캡술)

• 쿠커비투릴을 메탄올 용액에 넣은 뒤 자외선을 쬐면 자발적으로 둥근 공 모양을 만들어 나노캡슐을 만든다. 나노캡슐 속의 빈 공간에는 항암제 등을 넣어 약물을 전달하는데 사용할 수 있다. 항암제는 캡슐에 담겨 있다가 암세포 근처에서만 캡슐이 터져 다른 세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 선별적으로 죽인다.쿠커비투릴의 구멍에 암세포의 표면 단백질에만 붙는 적절한 분자를 끼워 넣으면 나노캡슐이 암세포로 찾아가는데 도움을 줄 수 있다.

쿠커비투릴(Cucurbituril)은 구형의 상자 모양을 가진 대칭적인 거대분자 화합물로, 주로 기계적 결합을 형성하거나 분자 캡슐로 작용하는 데 사용됩니다. 이름은 호박(Cucurbit)에서 유래됐는데 그 이유는 분자의 모형이 호박을 닮았기 때문입니다. 쿠커비투릴은 여러 개의 글리콜릴 유닛(glycoluril unit)이 메틸렌(-CH₂-) 브릿지로 연결되어 링 구조를 형성하는 구조를 가지고 있습니다.

1. 오염 물질 제거

• 중금속 이온 제거: 쿠커비투릴은 강력한 포집 능력을 가지고 있어, 해수에서 중금속 이온을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 이는 해양 환경보호 및 수질 정화에 유용합니다.

• 유기 오염 물질 제거: 특정 유기 오염 물질을 선택적으로 캡슐화하여 해양 오염을 줄이는 데 사용될 수 있습니다.

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2. 해양 생물 보호 및 연구

• 독성 물질 중화: 해양 생물에 유해한 독성 물질을 중화하거나 제거하는 데 사용할 수 있습니다.

• 생물학적 연구 도구: 해양 생물 연구에서 특정 분자를 캡슐화하여 생물학적 경로를 추적하거나 반응을 촉진하는 데 사용될 수 있습니다.

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3. 방오 코팅

• 바이오파울링 방지: 해양 구조물, 선박, 수중 센서 등에 쿠커비투릴 기반 코팅을 적용하여 바이오파울링(해양 생물의 부착)을 방지할 수 있습니다. 이는 유지보수 비용 절감과 효율성 향상에 기여합니다.

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4. 약물 전달 및 치료

• 해양 생물 치료: 해양 생물의 질병 치료를 위해 특정 약물을 캡슐화하여 전달하는 시스템으로 활용될 수 있습니다. 이는 양식업에서 특히 유용할 수 있습니다.

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5. 해양 센서 및 감지 시스템

• 환경 모니터링: 해양 환경에서 특정 화학 물질이나 이온을 감지하는 센서 시스템에 쿠커비투릴을 활용할 수 있습니다. 이는 해양 환경의 실시간 모니터링에 도움을 줍니다.

쿠커비투릴의 높은 안정성과 다양한 기능적 가능성 덕분에, 해양 분야에서도 다양한 문제 해결 및 기술 발전에 중요한 역할을 할 수 있습니다.

(쿠커비투릴의 해양분야에서의 피해)

1. 환경적 영향

• 분해 문제: 쿠커비투릴이 해양 환경에서 완전히 분해되지 않으면 축적될 수 있습니다. 이는 장기적으로 해양 생태계에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

• 잔류 물질: 쿠커비투릴과 그 복합체가 해양 환경에 잔류할 경우, 예상치 못한 생물학적 효과를 유발할 수 있습니다. 예를 들어, 해양 생물의생리적 과정에 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 생물적 영향

• 독성 문제: 쿠커비투릴이 특정 농도 이상으로 존재할 경우, 해양 생물에게 독성을 나타낼 수 있습니다. 특히, 작은 해양 생물이나 플랑크톤에 대한 영향이 우려될 수 있습니다.

• 먹이 사슬 영향: 쿠커비투릴이 해양 생물에 축적되면, 먹이 사슬을 통해 상위 포식자에게 전달될 수 있습니다. 이는 생태계 전체에 부정적인영향을 미칠 수 있습니다.

세포막 단백질은 세포 기능 및 신호 전달에 중요한 역할을 하지만, 분리하기 어려운 특성이 있다.

기존에는 '아비딘-바이오틴' 결합을 이용해 세포막 단백질을 분리했다. 이러한 과정은 괴장히 복잡했다. 쿠커비투릴이페로센 화합물과 잘 결합한다는 점을 이용하면 쉽게 분리할 수 있다.

페로센을 세포막 단백질에 결합시키고, 쿠커비투릴과 반응시켜 단백질을 세포로부터 분리할 수 있다.

추가 활용으로 약물 전달 시스템이 있다.

쿠커비투릴은 약물을 포집하고 선택적으로 전달할 수 있는 나노 소포체 제작에도 활용된다 이를 통해 약물의 안정성과표적 지향성을 높일 수 있어 부작용을 줄일 수 있다

이처럼 쿠커비투릴은 세포막 단백질 분리 기술뿐만 아니라 약물 전달 시스템 등 다양한 분야에서 활용되고 있다.

호박 모양의 분자로, 빈 중앙을 가지고 있어 다양한 다른 분자나 이온을 포집할 수 있는 나노물질

이런 특성으로 인해 의약품 전달이나 분자 기계 등의 응용 분야에서 주목을 받고 있음

글리코투릴이라는 작은 분자 6개가 모여 만들어진 거대 분자집합체인 초분자입니다.

이 초분자는 다른 분자와 결합하거나 떨어지는 특성을 보임.

쿠커비투릴은 나노캡슐 형태로도 자발적으로 형성되며, 이 캡슐은 항암제 등의 약물을 전달하는 용도로 활용될 수있음.

또한, 쿠커비투릴은 분자 기계의 가능성을 탐구하는 데 사용될 수도 있음

내부에는 다양한 분자나 이온이 들어갈 수 있음.

이것은 자신에게 꼭 맞는 짝을 찾아 결합하거나 자발적으로 모여 거대한 구조를 형성할 수 있는 특성을 가지고 있음.

최근 연구에서는 쿠커비투릴이 나노캡슐을 형성하는 데 사용되며, 이를 통해 항암제 등을 전달하는데 활용되고 있음.

또한 쿠커비투릴은 분자 기계의 부품으로서도 가능성을 보여주고 있음.

나노캡슐

나노미터 크기의 소형 캡슐로, 주로 의약품 전달이나 바이오의료 분야에서 활용됨.

이러한 나노캡슐은 다양한 물질을 내부에 담아서 특정 부위로 전달하거나 농도를 조절하는 데 사용됨.

또한 약물의 표적 전달, 노화된 조직의 재생, 진단용 이미지 개선 등의 응용 분야에서도 활발히 연구되고 있음.

이러한 나노캡슐은 소형이면서도 효율적으로 약물을 전달하고 조절할 수 있는 장점을 가지고 있음.

ppt 최종 수정함.

1. 자료조사 수행함.

2. ppt를 제작함.

3. 주제에 대한 아이디어를 제시함.

네안데르탈인이라는 고대 인류를 알고만 있었지 자세한 근골격 발달 특징이나 식생활, 현대 인류에게 유전적으로 미친 영향을 알고 있지는 않았다. 이번 동아리 활동을 통해서 네안데르탈인과 호모사피엔스의 발육 차이점, 유전적 특성 등을 비교함으로서 고대 인류에 대한 이해도가 더욱 높아진 것 같다. 특히 육식을 많이 한 네안데르탈인은 호모사피엔스와는 다르게 턱과 어금니가 발달되어 있다는 새로운 사실을 알게되었으며 식생활과 주변환경이 신체 발달의 상호작용을 이해할 수 있었다.

1. 네안데르탈인과 호모 사피엔스

2. 네안데르탈인과 호모 사피엔스의 유전적 차이

3. 현대 인류에 남겨진 흔적, 그 영향

ppt 3~8 페이지를 담당했습니다.

소감 :

탐구를 하기 전에는 네안데르탈인을 원시적인 존재, 머나먼 고대 인류 정도로만 생각했다. 그러나 그들의 유전자가 현대 인류에게까지 이어져 있고 매우 큰 영향을 주었다는 사실을 알게되었고 네안데르탈인은 호모 사피엔스와 거의 가족처럼 가까운 존재라는 것을 알게되었다. 먼저, 네안데르탈인과 호모 사피엔스가 서로 다른 종으로 분리되어 진화하면서도, 서로 교류하고 유전자를 공유했다는 사실은 호모 사피엔스가 얼마나 복잡한 존재인지와, 호모 사피엔스의 유전자 속에 남아있는 네안데르탈인의 흔적은 우리가 단일한 종이 아닌 다양한 유전적 기원을 가진 존재라는 것을 보여준다. 이를 통해 인류의 기원과 진화 뿐만 아니라 생물의 기원에 대해 새롭게 생각하게 되었다. 생물이 현재 지금 이 형태로 존재하기 위해 얼마나 복잡한 역사를 거쳐왔는지 깨닫고, 다양한 생물들이 강하게 얽혀있기 때문에 서로 영향을 주고 받으며 진화를 해 왔다는 사실을 다시금 생각하게 하는 탐구였다. 또한, 네안데르탈인 유전자가 현대 인류의 면역 체계, 피부색, 질병까지 영향을 미쳤다고 하는데, 이를 통해 호모 사피엔스의 신체적, 생리적 특성이 단순히 현대적인 환경의 산물이 아니라, 수십만 년에 걸친 진화의 산물인 것을 알게 되었다. 이렇게 복잡한 유전적 역사를 현대 인류의 유전자와 발견된 네안데르탈인의 흔적만을 통해 밝혀냈다는 사실이 매우 놀랍다. 이는 과학의 힘이 얼마나 위대하며, 과학자들이 얼마나 깊이 인류의 기원을 탐구할 수 있는지를 보여주는 것이라고 생각했다.

동아리 조원들과 물벼룩 심장 박동 실험을 하고  실험 결과를 토대로  아세틸콜린의 역할의 심장박동을 억제함을 알아볼수 있었다. 실제로 이러한 성질을 이용한 의약품들이 많이 있다는 것을 조사를 통해 알아 보고 발표를 하였다

개인적으로 아세틸콜린을 조사하던중 치매를 예방하는 방법으로 계란노른자 섭취가 중요하다는 기사를 접하고 과연 효과가 있고 믿을 만한 정보인지 의문점이 들어 실제로 아세틸콜린과는 어떤 연관성이 있는지 조사한결과 계란속의 콜린이아세틸콜린의 합성에 기여하고 이러한 아세틸콜린은 기억력, 근육조절에 필수적인 신경물질이라는것을 알게되었다.

조사뿐만아니라 실제 치매의 진행을 늦춰주는 약품을 살펴보고 신뢰성있는 콜린 성분을 확인해보며 기사 및 실험 결과 임을 알아갈 수 있어서 유익했다. 치매환자에게 있어서 완치 개념의 치료제가 없기에 간호의 중요성을 이번 조사를 통해 알아 갈수 있었다.