효소 (생명을 작동시키는 작지만 강한 분자기계)

폴 엥겔

Paul Engel
유니버시티칼리지 더블린(UCD)의 생화학 명예교수. 1994년 UCD의 생화학과 학과장으로 부임하기 전까지 수년간 셰필드대학교에서 강의했으며, 효소학, 효소동역학, 단백질공학에 관심을 두고 연구해왔다. 과학에 대한 대중의 인식 제고에도 관심과 열정이 많아 UCD에서 박사과정 학생들을 대상으로 과학 지식을 대중에게 소개하는 방법을 교육하는 프로그램을 기획했다. 아일랜드 왕립학회 회원이며, 생명과학위원회 위원장을 역임했다. 2010년에는 영국 생화학회가 아일랜드에서 이루어진 뛰어난 연구에 수여하는 아일랜드지역상을 받았다.

1장 효소가 없으면 생명도 없다
기본에서 시작하기 ｜ 화학으로 생물학을 설명할 수 있을까? ｜ 생기론의 쇠락과 생화학의 탄생

2장 안 될 일을 되게 하는 촉매작용
열역학과 동역학 ｜ 활성화에너지 ｜ 가역성과 평형 ｜ 효소 동역학, A부터 Z까지

3장 효소의 화학적 성질
효소 분리 ｜ 효소 정제와 논쟁 ｜ 단백질이란 무엇일까? ｜ 아미노산 서열 ｜ 단백질 분자의 모양 ｜ 단백질 접힘 ｜ 단백질 분자 안에서 작용하는 힘

4장 촉매작용이 일어나게 하는 구조
구조 상보성: 자물쇠와 열쇠 모델 ｜ 효소-기질 복합체, 진짜일까 상상일까 ｜ 촉매기 ｜ 유연성이 중요한 이유 ｜ 전이상태 유사체 ｜ 배우가 무대에 등장하는 순서 ｜ 효소의 작은 도우미들 ｜ 촉매능

5장 일하는 효소들
음식을 소화시키는 프로테이나아제 ｜ 지모겐의 스위치가 켜지면 ｜ 세포를 소화시키는 또 다른 위 ｜ 세포의 죽음을 관장하는 효소 ｜ 혈액응고를 조절하는 효소 ｜ 다른 곳에 쓸 화학에너지를 가둬두는 효소 ｜ 유전암호를 번역하는 효소 ｜ 동질효소

6장 대사 경로와 효소의 진화
단백질과 진화 ｜ 생물종끼리 비교하기 ｜ 효소군 ｜ 발산과 수렴 ｜ 새로운 효소는 어디서 탄생할까 ｜ 대사 경로는 어떻게 생겨났을까 ｜ 더 거슬러 올라가면

7장 효소와 병
의학에서 효소는 무엇일까 ｜ 진단도구로써의 효소 ｜ 병든 효소 ｜ 영아돌연사증후군과 자메이카구토병 그리고 효소 ｜ 신약개발 타깃이 된 효소 ｜ 아스피린 ｜ 와파린 ｜ 페니실린 ｜ 캡토프릴 ｜ HIV, 코로나바이러스 등의 바이러스 감염 ｜ 치료제가 된 효소 ｜ 효소 접합체와 ADEPT

8장 도구로 쓰이는 효소
생물학의 울타리 너머 ｜ 상용화를 위해 풀어야 하는 숙제들 ｜ 세탁을 돕는 효소 ｜ 먹거리를 만드는 효소 ｜ 피부, 털, 가죽을 가꾸는 효소 ｜ 농축업과 쓰레기 처리를 돕는 효소 ｜ 효소는 화학공업의 주인공이 될 수 있을까

9장 효소와 유전자-새로운 지평
효소를 재단해 맞출 수 있을까 ｜ 자리 지정 돌연변이 유도 ｜ 무작이 돌연변이 유발과 변이 스크리닝 ｜ 왼쪽을 향해 선 분자와 오른쪽을 향해 선 분자, 진짜 타깃을 어떻게 구분할까 ｜ 아미노산 탈수소효소들 ｜ 효소와 생체방어 기제 그리고 유전학의 혁명

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“효소가없으면생명도없다!”
우리몸의물질대사부터최신생명공학까지
생화학의중심에있는효소를이해하는한권의책

화학구조부터물리적성질과작동원리까지
언제나가까이서우리를돕는신비로운효소이야기

일상에서우리가자주먹고,바르고,뿌리는효소에대해세계적인생화학자폴엥겔이쓴기본서.건강식품이나세제등의화학제품에서,혹은생물학과화학책에서많이보기는했지만도대체효소란무엇일까?
효소는특정화학반응의속도를수백만배나높여주는일을하는작은단백질을일컫는말로,물질대사와같은생명활동뿐아니라빨래같은일상속화학작용,병의진단이나폐기물처리같은산업적응용까지생물학과화학이만나는일들에폭넓게관여하는존재이다.이책에서답하고있는질문으로는아래와같은것들을들수있다.

우리몸과세포에서효소는어떤역할을하고있을까?
촉매가화학반응을가속하는이유와방법은?
막강한힘과정교한선택성을가진촉매는어떻게진화해왔을까?
효소의복잡한분자형태는어떻게밝혀졌을까?
산업에서효소는어떻게사용되고있을까?그전망은?

효소학의권위자폴엥겔교수의안내를받아
생화학으로들어가는작지만커다란문을열다

이책은효소학의권위자인폴엥겔이효소에대한가장기본적이고필수적인지식을압축적으로담아쓴책이다.‘효소’는생물학이나화학을공부하는학생이나과학책독자라면모두한번쯤은들어본적이있을만큼기본적인개념이다.이책의저자는오랜시간효소학을연구하고교육해온폴엥겔로,유니버시티칼리지더블린의생화학과학과장을지냈고현재는같은대학의생화학명예교수이다.그는과학에대한대중의인식제고에도관심과열정이많아박사과정학생들을대상으로과학지식을대중에게소개하는방법을교육하는프로그램을기획하기도했다.
《효소》는그런그의오랜연구활동과교육철학이집약된책이다.저자는효소라는핵심개념을통해비교적생소한생화학이라는학문분과에대한기초적인이해를제공한다.그래서이책은자연의본성을생화학이라는신선한관점으로바라보도록하는훌륭한교양서이기도하다.독자들은이책을통해효소에관한지식뿐아니라생화학이라는분야에대한이해,더나아가자연과학을한다는것에대한통찰을얻을수있을것이다.

“생명에만특별히허락된듯보이는물질과구조를과연‘평범한’화학반응이만들어낼수있을까?근본적으로화학반응이일어날지말지를결정하는것은무엇일까?효소는이과정에어떤영향을미칠까?어떻게이모든특징이어우러져우리가생명이라인식하는것을구성하는걸까?”_10쪽

생명을작동시키는작은분자기계가던지는커다란질문
생명이란무엇인가?유전자혁명은무엇이될것인가?

이책은독자들에게‘생명이란뭘까?’라고물으면서시작한다.효소는결국생물내에서작용하든밖에서작용하든,생명이작동하는방식에바탕을두고있기때문이다.
1장에서는생명활동에대해정의를내리고기본적인화학지식과생화학의짧은역사를설명한다.2장에서는효소가한다고하는촉매작용이도대체무엇인지,그리고그것을가능케하는열역학·동역학적원리는무엇인지를밝힌다.그리고3장부터본격적인효소강의가시작된다.3장에서는효소의구조와화학적인성질을,4장에서는촉매작용이어떻게일어나는지를이해할수있다.5장에서는효소가하는다양한역할들을하나씩살펴보며,6장에서는이런효소가어떻게진화해왔을지를탐구한다.7장부터는효소의응용에관해다룬다.7장에서는의학분야에초점을맞춰병을일으키고치료하는효소에대해알아본다.8장에서는화학산업과농축업,폐기물처리등의분야에서쓰이는효소를살펴보고,9장에서는유전자혁명의핵심에자리한효소의역할과작용기전을밝힌다.코로나바이러스감염증-19진단방식으로우리에게익숙해진중합효소연쇄반응(PCR)이나크리스퍼시스템과같이이미우리가까이에서발전해가고있는기술적이슈도이장들에서접할수있다.
그외에필요한배경지식에관해서는중간중간들어간‘글상자’로설명을보충하고있으며,총59개의도판과3개의표를삽입하여원활한이해를돕는다.

“생화학은지난수백년동안물리학,화학,생물학을두루포용하는열린자세로거의모든생명현상을이해하는눈부신발전을이뤘다.이런발전의중심에는어느생체반응에든저마다꼭맞게작용하는고유효소들이함께한다는핵심원리가있다.노벨생리의학상수상자프레더릭가울랜드홉킨스는일찍이1932년에‘효소와효소의작용에대한확장된연구가생물학에서지니는의의야더말할것도없지만,화학에서의의미또한결코덜하지않다’라고감격어린소회를밝히기도했다.비약에비약을거듭한생화학은바야흐로전성기를누리고있다.“_21쪽