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아미노산 디자이너

자연의 20개를 넘어: 단백질 설계하기!

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비천연 아미노산이란?

왜 혁명적? 자연 아미노산은 단백질이 할 수 있는 것 제한. 비천연 것은 추가: 영상용 형광 태그, 생체직교 화학 (살아있는 세포에서만 작동하는 반응), 프로테아제 저항성 (약물 오래 지속), 촉매용 금속 결합. Trastuzumab deruxtecan (2024 FDA)은 비천연 링커 사용 - 20억 달러 이상 시장!

🎯 시뮬레이터 팁

📚 용어집

Amino Acid
아미노기(NH2)와 카르복실기(COOH)를 포함하는 유기 분자로, 단백질의 구성 요소 역할을 합니다. 자연은 20가지 표준 아미노산을 사용합니다.
Non-Canonical Amino Acid (ncAA)
연구 및 의학을 위한 특별한 화학적 특성으로 설계된 보편적 유전 코드로 인코딩된 표준 20을 초과하는 모든 아미노산.
Unnatural Amino Acid (UAA)
비표준 아미노산에 대한 또 다른 용어로, 합성 또는 비천연 기원을 강조합니다.
Click Chemistry
온화한 조건에서 분자를 효율적으로 결합하는 신뢰할 수 있고 선택적인 화학 반응 클래스입니다. 2022년 노벨 화학상을 수상했습니다.
Bioorthogonal Chemistry
기본 생화학적 과정을 방해하지 않고 생명체 내부에서 발생하는 화학 반응입니다.
Antibody-Drug Conjugate (ADC)
화학적 커넥터로 연결된 항체(암세포 찾기)와 세포독성 약물(암세포를 죽이기 위한)을 결합한 표적 암 치료법입니다.
Amber Suppression
대신 비천연 아미노산을 인코딩하기 위해 앰버 정지 코돈(UAG)을 용도 변경하여 유전자 코드를 확장하는 기술입니다.
Orthogonal tRNA
숙주 세포의 아미노아실-tRNA 합성효소와 상호작용하지 않고 비천연 아미노산만 운반할 수 있는 전달 RNA입니다.
Hydrophobicity
아미노산이 물을 얼마나 피하는지에 대한 척도. 소수성 아미노산은 단백질 코어 내부에 묻혀 있는 경향이 있습니다.
Isoelectric Point (pI)
아미노산이나 단백질이 순전하를 띠지 않는 pH입니다.
Chirality
겹쳐지지 않는 거울상(왼손, 오른손 등)으로 존재하는 분자의 성질. 천연 아미노산은 L형입니다.
D-Amino Acid
프로테아제에 의한 효소 분해에 저항성이 있는 천연 L-아미노산의 거울상 형태입니다.
Protease Resistance
프로테아제 효소에 의한 분해에 저항하는 펩타이드나 단백질의 능력으로 체내 수명을 크게 연장합니다.
PET Imaging
양전자 방출 단층촬영(Positron Emission Tomography)은 플루오르-18 표지 아미노산과 같은 방사성 추적자를 사용하는 의료 영상 기술입니다.
Peptide Bond
한 아미노산의 카르복실기와 다른 아미노산의 아미노기 사이에 공유 결합이 형성되어 단백질의 골격을 형성합니다.
Side Chain (R Group)
아미노산의 화학적 특성과 동일성을 결정하는 아미노산의 중심 탄소에 부착된 가변 그룹입니다.
Codon
단백질 합성 중에 특정 아미노산을 지정하는 mRNA의 3개 뉴클레오티드 서열입니다.
Genetic Code Expansion
새로운 코돈-tRNA-합성효소 시스템을 추가하여 표준 20을 초과하는 추가 아미노산을 통합하도록 유기체를 조작합니다.

🏆 핵심 인물

Peter Schultz (2001-present)

유전자 코드 확장을 개척하여 조작된 tRNA/합성효소 쌍을 사용하여 비천연 아미노산을 단백질에 특정 부위에 통합할 수 있습니다.

Carolyn Bertozzi (2022 Nobel)

생물직교화학(생물학을 방해하지 않고 살아있는 세포 내에서 작용하는 반응)을 개발한 공로로 2022년 노벨 화학상 수상

Morten Meldal (2022 Nobel)

구리 촉매 아지드 알킨 고리 첨가(CuAAC) 클릭 반응을 독립적으로 발견한 공로로 2022년 노벨 화학상 수상

K. Barry Sharpless (2022 Nobel (2nd))

'클릭 화학' 개념 창안 및 구리 촉매 클릭 화학으로 2022년 노벨상(그의 두 번째 노벨상) 공유

Jason Chin (2019)

완전히 코딩된 게놈을 갖춘 최초의 합성 유기체(Syn61)를 만들어 비천연 아미노산으로 확장된 유전자 코드를 위한 코돈을 확보했습니다.

Kevan Shokat (2013-present)

비천연 아미노산 화학을 사용하여 이전에는 '치료할 수 없었던' 암 돌연변이인 KRAS G12C를 표적으로 하는 공유 약물 개발

🎓 학습 자료

💬 학습자에게

{'encouragement': 'You are exploring the frontier of protein engineering - a field where human creativity extends beyond what 4 billion years of evolution achieved. The scientists who will design the next breakthrough cancer drug or create proteins with abilities nature never imagined are learning right now, just like you.', 'reminder': "Nature built all of life using only 20 amino acid letters. By adding just a few more, scientists have already created 8+ FDA-approved cancer drugs saving thousands of lives. Small additions to nature's toolkit can transform the world.", 'action': 'Start exploring! Select different amino acid types, adjust their properties, and see how the structure changes. Every great protein engineer began by understanding these building blocks.', 'dream': "Perhaps a young chemist in Lagos will design the non-natural amino acid that cures malaria. Perhaps a student in Kabul will create protease-resistant drugs that survive without refrigeration. The future of medicine belongs to those who dare to go beyond nature's 20.", 'wiaVision': "WIA Book believes that the power to design life's building blocks should belong to everyone. From Seoul to Sao Paulo, from Nairobi to Dhaka - this knowledge is your birthright. Free forever, in the spirit of Hongik-ingan."}

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