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세포생물학 1 고려대학교

<섬네일을 참고해 주세요>

자연과학| 2024.06.13| 21페이지| 20,000원| 조회(165)

세포생물학, 고려대학교, 필기

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고려대학교 천연물공학 기말고사 시험 자료

1. drug development 과정 (영어 용어, 신약 개발 단계 영어 용어 필수)의약품의 개발단계 기초탐색 및 원천기술연구 과정-> 개발 후보물질 선정 단계-> 전임상실험 (사람에게 실험하기 전 동물에게 의약품 실험을 확인하는 과정)-> 임상실험 (clinical trial) (사람에게 적합한지 확인하는 과정)-> 신약 허가 및 시판①discovery (2~10년) - target identification (병의 작용 기전에 대한 이해, 연구)- Hit identidication (작용 기전을 통제하는 물질을 찾는 것)- Hit to lead (의미있는 물질만 뽑아내고 세밀하게 디자인 하는 것)②preclinical testing (2~3년)- 쥐, 토끼들을 주로 이용 (저렴하기 때문에)-> 혈액 검사, 조직 검사 등 수행인간에게 실험하기 전 동물들에게 꼼꼼하게 약 2년 정도 소요되는 실험. 10억~100억까지 소요됨. 나라에 허가받을 필요없이 법에 따라 수행되며, 연구소, 대학교에서 주로 박사에 의해 수행.③clinical testing- 나라 (식약처-FDA)에 IND (임상실험허가서, investigation new drug) 제출하여 허가가 필요하다. 식약처에서 전임상단계 검토하여 (30일정도 소요) 승인. 임상실험부터는 대학 병원에서 의료인이 수행한다.임상 1상에서는 환자가 아닌 건강한 사람 100명 정도(20~80명) 를 대상으로 실험한다. 보통 1년~2년 정도에 끝나고 효과가 아닌 복용량과 안정성 검증을 한다. 소변, 혈액 등으로 샘플을 채취한다.FDA에서 승인 후, 임상 2상에서는 실제 환자를 대상으로 100명,~300명 단위 정도로 1~3년 정도 진행한다. 이때부터 본격적으로 효과를 검증한다.임상 3상의 경우, 3000~5000명의 환자를 대상으로 장기간동안 유효성과 안정성을 확인한다. 돈도 많이 들고 시간도 오래걸린다. (2년~5년)3상이 끝난 후, NDA (new drug application, 신약허가서)을 FDA에 제출하여 6달황이기에 많은 인력을 동원해 최대한 시간을 줄이고, 식약처에서도 빠르게 승인을 해주어 원래는 3상까지 통과해야하지만 임상2상까지만 가고도 승인해준 것이다. 또한 조건부허가를 해주면서 임상 3상을 동시에 하면서 시판하는 방식으로 수행하였다.[신약개발의 어려움]-24개의 전임상후보물질 (candidate) 중 단 1개만이 승인이 되는 확률-임상 2상에서 3상으로 진입할 때 성공률이 가장 낮음-돈이 많이 든다 + 돈이 많이 드는 이유[임상 실험에서 돈이 많이 드는 단점을 극복하는 방안]-의약품 허가 procedure을 줄인다.-다국적 기업 이용한다.-위탁생산을 한다.2. 천연물의 장단점, 의의, 극복방법 (실제 2023-1 시험에서는 SWOT로 작성하라고 나옴)천연물은 식물, 미생물, 해양 생물 등을 포함하는 다양한 유기체로부터 생산되는 화학물질을 의미한다. 생물의 primary metabolism이 아닌 secondary metabolism(부수적인)에서 자신들을 보호하기 위해 나오는 물질들을 이용한다. organic compound의 분자량은 100~2000 정도로 ptn에 비해 매우 적다.장점-> 다양한 생물을 이용하는만큼 화합물에 비해 선도물질 (어떤 것을 연구할지에 대한 물질)의 확보가 간편하다. 모든 의약품의 기본이 되는 물질인 만큼, 천연물을 응용하여 다양한 품을 생성하는 것이 가능하다. (구조를 모방하여 일부분만 바꿔 약물을 만드는 등). 강력한 약리활성을 가진다. 다양한 구조를 가진다.단점-> 합성 의약품이 다양한 물질들을 조합하기 때문에, 많은 물질들을 연구할 수 있는 반면에, 천연물의 경우 구조가 너무 복잡하기 때문에 연구하는데도 오래 걸리며 연구가 쉽지 않다. (구조가 복잡하면 합성하기가 어렵고, 따라서 직접 추출해야하는데 추출하는데 비용이 많이 들고, 추출하기도 까다로움. 추출 과정에서 구조에 영향을 줄 수 있다.)2. penicilin에 대해 아는 것 다 적기 (구조 꼭 그리기)-구조 (페니실린)- R기에 따라 종류 달라짐-페니실린 G의 구시가 열린 채 방치하자, blue-green 곰팡이에 오염. 박테리아가 배지 전체에 골고루 퍼져서 커져야하는데 이상하게 곰팡이 주위에만 박테리아가 자라지 않는다. 이 현상을 주의 깊게 관찰하고, 이 곰팡이가 어떠한 물질을 만들어내서 박테리아가 자라지 못한다고 결론내렸다. 곰팡이를 따서 배양하니 잘자랐고, 곰팡이에 있는 물질을 추출하여 배지에 다시 테스트 해보니 (물질 주위에 박테리아가 자라는지) 자라지 않게되자, 그 물질을 페니실린으로 부르기 시작하였다. 현대에서 항생제 항균효과 테스트 할 때도 이렇게 항생제 뿌리고 어느 범위까지 박테리아가 자라지 못하나로 향균효과 정도 테스트를 수행한다. 옥스퍼드에 있는 교수가 페니실린을 동물에 투여하여 효능을 입증하였고, 세계 2차 대전이 진행중인 미국으로 넘어와서 페니실린 대량생산을 시작함.-mechanism: 베타 락탐 항생제는 transpeptidase의 기능을 억제해 peptidoglycan의 cross-linkage를 막아 bacteria cell wall structure를 불안정하게 만들어 세균을 죽인다. transpeptidase의 lone pair가 베타-락탐의 ring을 열고, transpeptidase가 페니실린에 bindinge됨. enzyme이 inactivation되고, 결국 세포벽의 cross-linking 못하게 되어 membrane이 무너지게 해서 박테리아 죽게됨. 페니실린은 staphylococci와 streptocicci로 붙 야기되는 박테리아성 감염을 저해하는 최초의 약물이다.-pharmacology (R에 따라 페니실린 종류 달라짐)?penicilin-G (일반적인 페니실린) : 중요한 항생제이나 단점은 산성 조건에서 불안하다. 주사를 통해 주입한다.(그렇지 않으면 위산에 의해 파괴될 것)?penicilin-V: penicilin G만큼 active하지는 않지만 산성 환경에서 안정적이라 경구투여 가능.-Biosynthesis: Cystein과 valine이 펩타이드 결합이 일어나 사각형으로 flucloxacillin, dicloxacillin, methicillin과 같은 베타-lactamase 내성 페니실린이 개발. 이들은 베타-lactamse를 생성하는 박테리아 종에 대한 활성은 가지지만 MRSA (methicillin-resistant staphylococcus aureus) 균주에는 효과가 없다.- penicilin관련 항생제?cephalosporin: 1세대 페니실린계에서 저항성 문제가 있어 2세대 세팔로스포린계 사용, 베타 락탐계열 항생제이다. 베타 락타메이즈에 덜 민감하다.?amphotericin B: 진균 세포막 구성 성분인 ergosterol에 결합한다. pore를 형성하여 이온의 누출 만들어 세포를 죽인다.?erythromycins: 페니실린에 알레르기가 있는 사람에게 자주 사용되며 방선균 균주에서 생성된다. 박테리아 리보솜과 RNA의 50S subunit에 결합함으로써 단백질 합성 기능 억제.-오늘날의 페니실린: 여전히 가장 널리 사용되는 항생제이며, 여전히 다양한 박테리아 감염을 치료하기 위한 약물이다. chrysogenum은 플레밍의 분리주보다 10.000배 더 많은 페니실린을 생성하는 생화학적 돌연변이이다.-한계점: 오남용으로 인한 저항성이 가장 큰 문제점이다. 가축에 많은 양의 항생제를 투여하고, 사람이 그걸 먹게 되면 항생제의 영향 하에 놓이게된다. 동물의 배설물이 식물로 가게되고, 다시 사람에게 가게된다. 항생제 오남용은 슈퍼박테리아를 만든다. 돌연변이, 적응 기작에 의해 슈퍼박테리아가 항생제에 대해 저항성을 가지게 된다. 이런 이유로 항생제 임의 복용 중 transpeptidase와 매우 유사한 베타-lactamase를 생산하여 페니실린에 binding된다. 이에 따라, 페니실린을 투여할 때, 베타-lactamase과 binding하는 물질 (clavulanic acid)을 따로 넣어주어 문제를 해결한다. 또한, 아낙필락시스의 가장 빈번한 원인이 페니실린으로, 알러지가 많은 사람에게 일어난다.4. Taxol 진행한다. Barclay가 모든 식물을 샘플링하면서 Taxus brevifolia를 research triangle institute에 보낸다. research triangle institute에 있는 Monroe E wall과 mansukh C. wani가 처음으로 항암물질 효과를 확인하였다. 어떤 성분이 있는지 확인 후 , taxol을 분리하고 X-ray을 통해 구조를 확인하였다. Horwitz가 항암효과의 mechanism이 무엇인지 확인하였고 그 후, taxol 합성에 관한 연구를 진행하였다. 식물에서 taxol 중합체가 많다는 것을 확인하고, 그 이후의 합성과정으로 taxol 합성 개발. 요즘에는 세포 배양 후 taxol 추출하는 방식으로 생성-mechanism: 튜불린의 비가역적인 조립을 촉진/ 베타 튜불린에 binding해서 분해를 방지한다. taxol이 microtubule (alpha, beta tubulin이 polymerized되어 만들어진다.) 의 베타 tubulin binding한다. microtubule은 방추사를 만들어 동원체에 붙고, alpha, beta tubulin이 depolymerization되면서 염색체를 이동시켜, 세포분열에서 유전정보를 전달시키는 역할을 수행한다. Taxol이 binding하면 depolymerization 되어야하는 microtubule이 stabilization된다. 따라서, cancer cell의 세포분열이 중단된다.-pacilitaxel이 성분명이며, Taxol이 브랜드명이다.-taxol 생합성 과정 설명: acetyl coA 3개를 통해 mevolnic acid를 생성한다. 유닛이 여러개 모여 carbon이 20개 만들어지고, 그 후 taxol core structure가 만들어지고, 그 외 다른 부분이 만들어진다.-Taxol의 항암작용1) 튜불린-미세소관 평형에 영향을 미침: 탁솔은 유리 튜불린 농도를 감소시킨다.-taxol 처리 후 : 중기에서 후기로 가는 것이 멈춤/ 세포분열 멈추고, 사멸

학교| 2024.06.13| 9페이지| 20,000원| 조회(105)

고려대학교, 기말고사, 천연물공학

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