MMP는 Matrix metalloproteinases로서 neutral pH optima조건에서 잘 자라는 family이고,extracellular matrix의 거의 모든 구성요소를 분해할 수 있는 zinc atom-dependent endopeptidase이다. 이는 cell이 invasion하고 migration하기 위해서 세포의 ECM을 degradation시키기 위해 cell이 secretion하는 enzyme이다. Tumor microenvironment를 생각해보면, stiff한 환경이고 cell은 단단한 표면과 닿아 있을 때에 더 잘 migration이 일어난다는 것을 알 수 있다.
1. 실험 제목: 백반의 합성2. 실험 일자: 2021년 4월 2일3. 실험 목적: 백반이란 MAI(SO4)2•12H2O의 조성을 갖는 알루미늄 복염을 말하며, 본 실험에서는 알루미늄으로 MAI(SO4)2•12H2O를 합성한다.4. 실험 이론백반(alums)이란 MAI(SO4)2•12H2O의 조성을 갖는 알루미늄 복염을 말하며 여기서 M은 Li+은 크기가 너무 작아 구조적으로 불안정하기에 Li을 제외한 모든 알칼리 금속 이온이다. 백반의 이름은 1가 양이온에 따라 달라진다. alums은 hydrated double sulfate salt of aluminium를 부르는 이름으로 이름에서 볼 수 있듯이 alums는 double salt(복염)에 해당하고 백반에서의 두 금속이온은 하나의 고체와 같이 결정화되고 물에 녹으면 이온으로 해리한다. 여기서 염은 산과 염기의 중화반응의 결과로 생성된 이온 화합물이고, 단염, 복염, 착염의 세 종류로 나뉠 수 있다. 단염은 양이온과 음이온이 한 종류씩 포함된 염이며, 복염이란 두 종류 이상의 양이온 또는 음이온으로 구성된 염, 즉, 둘 이상의 염이 결합한 형식으로 표현할 수 있는 화합물 중 각 성분 이온이 그대로 존재하는 것을 말한다. 예를 들어 복염 KCl• MgCl2에는 MgCl3- 같은 착물 이온은 존재하지 않으며, 독립된 K+, Mg2++, Cl-으로서 존재한다. 또한 이는 2종 이상의 염이 결합한 형식의 염 중에서 착염이 아닌 것으로 볼 수 있다. 착염 이란 하나 이상의 착이온을 가진 염으로 착이온은 [ ]로 표기하고 주로 전이금속(이온)과 리간드들이 배위공유 결합하여 만들어진다. 예로는 암민구리착염 [Cu(NH3)4]SO4나 루테오염[Co(NH3)6]Cl3이 있다.백반 결정은 [M(H2O)6]+1, [Al(H2O)6]+3 및 2개의 SO42-이온으로 구성되어 있고 결정구조는 입방 결정계에 속하는 정팔면체의 큰 결정을 갖는 동형결정(isomorphous crystal)의 여러 백반이 만들어지기도 한다. 이것의 일반식은 M(Ⅰ) M(Ⅲ) (AX4) •12H2O이다. M(Ⅰ)은 알칼리 금속, NH4+, Ti+ 등이고 M(Ⅲ)는 비교적 작은 반경(r=0.5~0.7Å)을 갖는 Al3+, Cr3+, Mn3+, Fe3+등이며 AX42-음이온은 SO42-, BeF42-, ZnCl42- 등이다. 여기서 결정이란 원자, 분자 또는 이온으로 이루어졌으며 그 배열이 질서를 가진 상태로 존재하는 고체 물질을 말하며 결정은 결정핵이 형성되기까지 끊임없는 clustering 반복 도중 확률적으로 임계 크기를 가진 결정핵이 형성되고, 결정으로 성장해 나간다. 어느정도 핵이 생성되면 용질은 핵을 생성하는 것이 아닌 기존 핵 주변에 달라붙어 핵크기를 늘리고 과포화 상태를 이용하는 백반의 합성 실험에서 결정핵 분자 주변에 빠르게 모이면서 결정이 석출된다.그림으로 자세히 보자면, 1번 상태에서는 고온에서 포화된 용액이 작은 크기의 나노입자들의 clustering을 형성, 소산이 평형을 이루고 있는 상태이다. 여기서 온도를 낮추면 2번 상태가 되는데, 과포화 용액이 된 상태에서 준안정상태가 되어 결정핵이 생성된다. 마지막으로 온도를 3번 상태까지 낮추면서 과포화된 용질은 결정화를 통해 결정을 성장시키고, 지속되는 결정의 성장에 의해 농도는 안정한 용액이 될 때까지 줄어들면서 안정적인 결정을 성장시키게 된다. 여기에서 과포화상태는 결정화를 일으키는 중요한 요소로서 농도, 온도, 압력, 용매의 종류를 다르게 하여 과포화의 정도를 조절할 수 있다.재결정법은 순도를 높이는 분리 정제 방법으로 용해도의 차를 이용하여 결정성 물질을 정제하는 일을 일컫는다. 즉 정제하려고 하는 고체를 적당한 용매에 가열하여 용해하거나 또는 농축하여 포화용액으로 만들어 이것을 서서히 냉각하면 일반적으로 용질의 용해도가 감소되어 다시 결정으로 석출된다. 이 침전을 여과함으로써 그 성분을 결정으로 정제할 수 있다. 용매 속에 함유되어 있는 소량의 불순물은 목적하는 성분과 혼성결정 등을 만들어 혼입하지 않는 한 포화상태가 되지 않기 때문에 용액 속에 남는다. 이 조작을 되풀이함으로써 결정의 순도를 높일 수 있다. 재결정을 할 때는 순수한 용매를 사용하고 결정은 용매화합물을 만들지 않으며 화학적 변화를 받지 않아야 한다. 또한 온도차에 의해 용해도가 현저하게 다른 경우에 적합하다. 이번 실험에서는 묽은 황산 용액으로 재결정하는데, 그 이유는 먼저, 백반이 알루미늄과 칼륨의 복합 황산염으로 중성에서 백반을 결정시키려고 중화하면 수산화알루미늄의 침전이 생겨(Al +3H2O→Al(OH)3(s) + 3H+), 결정이 오염되고 깨끗한 결정을 얻을 수 없다. 그리고 황산이 약간 남아 있으면 알루미늄은 모두 이온상태로 존재하기 때문에 식혀서 결정을 만들면 깨끗한 결정을 얻을 수 있다.5. 실험 기구 및 시약기구: 250ml 삼각 플라스크, 500ml 비커, Hot plate, magnetic bar, 피펫, 뷰흐너 깔때기, 매스실린더, 감압 플라스크, 고무마개 스파츌러, 거름종이시약:-알루미늄 분말 (분자량 26.98g/mol, 밀도 2.7g/cm3, 녹는점 660˚C 끓는점 2470˚C)-KOH(분자량 56.11g/mol, 밀도 2.12g/cm3, 녹는점 360˚C, 끓는점 1327˚C)-60% H2SO4(분자량 98.08g/mol, 밀도 1.84g/cm3, 녹는점 10˚C 끓는점 337˚C)-증류수6. 실험 방법(1) 250ml 삼각 플라스크에 KOH 2. 25 g과 증류수 50mL를 넣고 마그네틱 바를 이용하여 KOH를 충분히 녹인다.(2) 플라스크에 알루미늄 분말 1g을 천천히 넣는다.(3) 핫 플레이트에서 마그네틱바를 이용하면서 가열하여 충분히 녹인다.(4) 감압 거름장치를 이용하여 녹지 않은 알루미늄을 걸러낸다.(5) 여과액을 세척한 250ml 삼각 플라스크에 옮겨 담고 피펫을 이용하여 60% H2SO4 5ml를 천천히 가한다.(6) 핫 플레이트와 마그네틱 바를 이용해 가열하면서 충분히 녹여준다. (10분이상)(7) 감압 거름장치를 이용해 녹지 않은 침전 Al(OH)3를 걸러낸다.(8) 여과액을 세척한 250ml 삼각 플라스크에 옮겨 담은 후 1L비커에 담긴 찬물에서 식히면서 용액을 흔들어 준다.(9) 감압 거름장치를 이용하여 백반결정을 석출한다.7. 주의사항-알루미늄 분말 무게를 잴 때는 꼭 마스크를 착용한다-알루미늄 분말을 넣을 때 천천히 넣고 수소기체가 생기면서 거품 및 열이 발생하므로 용액이 넘치지 않게 주의한다.-플라스크가 뜨거울 수 있으니 목장갑을 착용한다.-황산은 후드 내에서 이용하도록 하고, 반응 시 열이 발생하니 주의한다.-감압 플라스크 및 삼각 플라스크에서 내용물을 옮길 때 마그네틱 바에 주의한다.8. 참고 문헌-https://en.wikipedia.org/wiki/Alumhttps://www.scienceall.com/%EC%9E%AC%EA%B2%B0%EC%A0%95-%EC%9E%91%EC%9A%A9recrystallization/-백반의 합성 강의 자료-일반화학실험교재 연구회, 일반화학실험, 드림플러스, 개정판, p71-72
3. Discussion위 실험은 Eribulin resistant cell을 제작한 뒤 parental cell과 resistant cell을 대상으로 Eribulin에 대한 drug sensitivity 실험을 진행한 dose response 결과이다. Eribulin은 marine sponge에서 유래한 성분인 halichondrin B의 synthetic 유사체로 antineoplastic activity를 가진다. Eribulin은 튜불린의 vinca domain에 붙어 tubulin의 polymerization을 저해하고 미세소관의 assembly를 저해한다. 그리고 이는 mitotic spindle assembly의 저해를 초래해 G2/M phase의 세포주기를 arrest한다.
1. Cell culture란?통제된 실험실 환경에서 세포가 자라도록 하는 과정으로, 세포의 상태가 안 좋아지기 전에 log phase 직후 subculture를 해준다.2. 세포를 배양하는 과정에서 세포의 상태가 나빠지거나, 오염될 위험성에 대비해서 세포를 back-up하는 과정은?cryopreservation으로 세포를 액체질소나 deep freezer로 동결 보존한다. 이는 cell contamination과 cell loss의 경우 대비해 back-up 해놓는 것으로, 이때 물은 얼면서 세포를 손상시킬 수 있으므로 DMSO를 사용하며, 세포가 최고 성장률이거나 단층배양 할 경우 배양 용기의 표면 전체를 덮은 세포끼리 서로 접촉하고 있는 상태일 때 하는 것이 가장 좋다.
1. 실험 제목: 알코올의 반응2. 실험 일자: 2021년 3월 19일3. 실험 목적: 알코올의 정의와 특성을 알고 여러가지 반응으로 구조를 알아본다.4. 실험 이론알코올은 지방족 탄화수소에 -OH가 결합된 것으로 OH기가 탄소에 결합된 탄소 치환기의 수에 따라 1차 알코올, 2차 알코올, 3차 알코올로 분류할 수 있다. 이 탄소 치환기는 사슬모양 포화 탄화수소에서 1개의 수소를 제외한 나머지 원자그룹 알킬기(R)이며 이의 일반식은 CnH2n+1이다. 알코올의 특징은 수용액에서 이온화 되지 않기에 중성의 성질을 가지고 하이드록시기에 의해 수소결합이 가능해 높은 끓는점과 녹는점이 분자량이 비슷한 다른 물질에 비해 높으며, 분자량이 작은 경우에는 상온에서 액체로 존재하며 분자량이 커질수록 녹는점이 높아져 분자량이 큰 알코올은 고체로 존재하기도 한다. 또한 친수성을 가지게 되며 알코올에서 탄소수가 많아질수록 소수성을 띠게 되어 물에 대한 용해도가 낮아진다.참고로 1차 알코올, 2차 알코올, 3차 알코올과 알코올의 분류인 1가 알코올, 2가 알코올, 3가 알코올 혼동하지 않아야 하는데, 이러한 ~가 알코올은 분자내에 존재하는 하이드록시기의 수로 분류하기 때문에, 하이드록시기와 결합한 탄소원자에 결합하고 있는 알킬기수로 분류하는 ~차 알코올의 분류법과는 구분해야 한다.알코올의 명명법은 IUPAC(국제 순수·응용화학 연합 IUPAC이 정한 화합물 명명법)으로는 알케인의 어미 e를 빼고 ol을 붙이는 방법이 있고 또 관용명으로는 알킬기 명 + Alcohol으로 하는 방법이 있다.알코올의 차수를 알아보는 방법에는 Haloform reaction과 Lucas test, 산화 반응 등이 있는데, Haloform reaction에서 haloform은 염기 하에 methyl aldehyde또는 methyl ketone의 halogenation으로 생긴 것이며 이 반응은 carboxyl group으로 acetyl group을 옮기거나 chloroform, bromoform, iodoform을 생성한다.이번 실험에서는 iodoform을 생성하는 실험을 한다. 즉 1차, 2차 알코올이 염기 존재 시 아이오딘과 반응하여 특이한 냄새가 나고 물에 잘 녹지 않는 노란색 침전물 iodoform(CHI3)을 생성한다. 이의 메커니즘은 다음과 같이 볼 수 있다.Lucas test는 Lucas reagent와 알코올을 반응시켜 1차, 2차, 3차 알코올을 구별하는 test이다. 여기서 Lucas reagent란 진한 농축된 염산에 무수 ZnCl2가 녹아 있는 용액을 말한다. 여기서 ZnCl2가 루이스 산으로 작용하여 반응이 빨리 진행되도록 하는 촉매역할을 한다. 이는 위 세가지 화합물이 hydrogen halide와 반응 시, SN1 반응 메커니즘의 다른 속도로 반응하기 때문에 이 반응성의 차이에 근거를 두는 실험이다. 이들은 알코올과 반응해 carbocation 중간체의 안정성에 의거한 각각 다른 결과들을 보여주고 이때가 반응 속도 결정 단계이므로 물에 insoluble한 alkyl halide의 생성속도를 보고 알코올을 분류할 수 있다. 그리고 Lucas test는 반드시 녹은 상태의 알코올을 test하기에 적합하기에 보통 낮은 분자량(C