학 업 계 획 서00대학교 대학원2013학년도 후기신입생 모집지원자석사 학위과정학과(세부전공)성명 : (인)◎ 자기소개저는 비교적 자유로운 분위기의 가정환경에서 성장하였습니다. 저희 부모님께서는 공부하란 잔소리는 거의 하지 않으셨고, 저의 학교 성적에도 크게 연연하지 않으셨습니다. 단지, 좋은 성적을 받아오거나 상장을 받는 등 훌륭한 성과가 있을 시에는 칭찬을 아끼지 않으셨습니다. 또한, 부모님께서는 제가 어릴 때부터 자신이 어지럽힌 물건은 스스로 정리하게 하고 집안일을 분담을 하도록 하는 등, 자신이 한 일에 대해서는 끝까지 책임을 져야한다는 것을 강조하셨습니다. 이러한 부모님의 지도 아래에, 저는 어떤 일을 처리함에 있어서 항상 최고의 결과를 지향하게 되었고, 자연스럽게 매사에 열정적이고 적극적인 사람으로 성장할 수 있게 되었습니다.이러한 저의 열정은 대학에서 크게 발휘되었습니다. 고등학교 때, 화학 및 생물을 공부하는 것을 좋아했기 때문에 이에 맞추어 대학 학과 역시 ‘00학과’를 선택하여 진학하였고, 저의 적극적인 성격과 더불어 즐겁게 전공 공부를 할 수 있었습니다. 또한, 단순히 전공 공부를 하는 데에만 그치지 않고 학부생의 자격으로 ‘00실험실’에 소속되어 quantum dot과 관련한 연구 활동을 하였고, 고학년 때에는 일반화학 실험 수업의 조교로 일하였습니다.◎ 진학동기00대학교 대학원을 진학하기로 결정한 이유는, 학부 때 00실험실에서 다루었던 quantum dot에 흥미를 느끼고 이에 대해 좀 더 전문적으로 연구해보고 싶다는 생각을 했기 때문입니다. 00실험실에서의 quantum dot 연구는 제가 실험실에 소속이 되면서부터 처음 이루어졌고, quantum dot의 합성 과정을 최적화하고 정립하는 데에만 많은 시간을 할애하였기 때문에, 본격적인 응용에 대한 연구를 하지 못한 것에 대한 아쉬움을 많이 갖고 있었습니다. 또한, 저의 멘토 교수님께서는 보다 더 좋은 연구 환경을 갖춘 학교로 진학하는 것이 어떻겠냐고 권유하셨고, 저 역시 연구에 도움을 줄 수 있는 다양한 장비 및 기기들을 보유하고 지원을 아끼지 않는 곳에서 연구를 해야겠다고 결심을 했습니다. 마침 00대학교 대학원에 quantum dot과 관련한 연구 활동을 하는 연구실이 있다는 것을 알게 되었고, 00대학교 대학원에 진학하여 좋은 연구 성과를 내고 싶다는 꿈을 갖게 되었습니다.◎ 연구계획현재 비교적 저렴한 공정비용과 이론적으로 높은 효율 때문에 quantum dot을 이용한 solar cell들이 연구되고 있습니다. 저는 제가 학부시절 연구하였던 quantum dot을 이용하여 solar cell에 응용하고 싶습니다.연구실의 교수님 및 선배들과 협력하여, quantum dot을 이용한 solar cell의 제작 공정을 최적화하고, 실험실 규모에서 cell의 효율을 증대할 수 있는 방안에 대해 연구 활동을 할 것입니다.Quantum dot 및 solar cell과 관련한 연구를 하기위해서는 ‘양자화학’에 대한 지식이 기본적으로 필요한데, 학부 때 ‘물리화학’ 수업에서도 양자에 대해 배워본 적이 없기 때문에 스스로 많이 부족하다고 느끼고 있습니다. 이를 보완하기 위해 양자화학은 물론이고, 연구 활동에 필요한 이론적인 내용들을 공부하는 데에 꾸준히 힘쓸 것입니다.
► 자기 소개 (성장과정, 성격, 장단점)저는 다섯 살 때 아버지를 여의고 경제적으로 넉넉하지 못한 환경에서 자랐습니다. 하지만, 잘못한 일은 호되게 야단치고, 잘한 일은 칭찬을 아끼지 않으셨던 어머니의 가르침 덕분에, 저는 올바른 사람으로 성장할 수 있었습니다. 또한, 어릴 때부터 집안일을 남동생과 함께 도맡아 하면서 매사에 책임감을 갖게 되었고, 학업과 아르바이트를 병행해오면서 근면하고 끈기 있는 사람이 될 수 있었습니다. 저는 낯을 가려서 대중 앞에서 말하는 것에 두려움이 있었는데, 이것은 호텔 아르바이트에서 많은 낯선 손님들을 응대하면서 극복할 수 있었습니다.► 자신의 꿈 및 꿈을 이루기 위한 그 간의 노력고등학교 시절, 저는 화학 동아리의 부장으로 활동하며 자연스럽게 과학에 흥미를 갖게 되었고, 대학교 및 지금의 대학원까지 거치면서, 태양전지 분야의 전문 연구원이 되고 싶다는 꿈을 갖게 되었습니다. 응용 학문을 다루기 위해서는 기초적인 지식이 가장 중요하기 때문에, 저는 전공 공부를 성실히 수행하였습니다. 또한, 연구 활동은 보다 많은 사람들과 교류함으로써 시너지를 발휘하므로, 세계를 무대로 삼기 위해 꾸준히 영어 공부에 힘쓰고 있습니다. 최근에는 대학원 연구실에서 1년간 실험한 결과를 가지고 논문 투고를 준비하고 있습니다.► 자신의 꿈과 그와 관련한 자기계발 계획전문 연구원이 되려면 창의성과 시대의 흐름을 파악하는 능력이 중요하다고 생각합니다. 그러나 이러한 능력들은 단순히 공부만 열심히 한다고 해서 얻어지는 것이 아니라, 지속적으로 변화하는 주변 환경에 대한 꾸준한 관심과 많은 사람들과의 교류를 통해 얻을 수 있다고 생각합니다. 그러므로 지속적인 학업 및 연구 활동뿐만 아니라, 시사저널을 구독하여 사회가 돌아가는 전반적인 상황에 대해서 좀 더 관심을 가질 계획입니다. 또한, 여유가 생기는 틈틈이 여행을 다니면서 여러 가지 경험들을 통해, 생각의 폭을 넓히고 싶습니다.► 자신에게 멘토가 필요한 이유지금까지 저는 계속 학생의 신분으로서 지내왔고 학업을 마치게 되면 전문 연구원으로서 회사 생활을 하게 될 것입니다. 그러나 저는 현실적인 회사 생활에 대하여 막연한 두려움과 궁금증이 있습니다. 분명 학교와 기업은 다르다는 것을 인지하고는 있지만, 어떻게 하면 기업에서 저의 역량을 최대한으로 발휘할 수 있을지 구체적인 계획이 잘 떠오르지 않습니다. 저는 저의 미래를 좀 더 분명하게 그려보고 싶고, 미리 준비하고 싶습니다. 그러기 위해서는 현직에 몸담고 계시면서 많은 경험들을 쌓아오신 지도자급 멘토의 도움과 조언이 꼭 필요합니다.
Application of Enzyme Shin HoKyeongEnzyme is Biocatalyst. Responsible for the metabolism that sustain life. Selective, specific… More efficient than chemical catalyst. 1. Introduction ▲ Human glyoxalase I ( wikipedia )1. IntroductionIndustrial Application 2. Application of Enzyme Name Source Applicaiton Protease bacteria( bacillus ), pungi ( Aspergiluus , Rhizopus , Mucor ), 동물의 췌장 , 식물 cheese(rennet), bread, 고기 연화제 ( papain , trypsin ), 주류 제조 ( trypsin , pepsin), detergent, 가죽의 무두질 Pectinase A.niger Fruit juice, wine Lipase 동물의 췌장 , fungi, yeast Cheese, butter, detergent, catalyst for esterification reaction Amylase A.niger , B.substilis starch→glucose Cellulase Trichoderma 종 , A.niger , Thermomospora , Clostridium 곡류가공 , 생물자원으로부터의 ethanol fermentation, 주류 생산 , 폐기물 처리 Lactase Yeast, Aspergillus whey 를 사용하는 ehtanol fermentationMedical Application 2. Application of Enzyme Name Applicaiton Trypsin 항염증약 Lysozyme 항균제 Streptokinase, Urokinase 혈전을 용해 및 방지 Asparaginase 항암제 Glucose oxidase 혈액이나 소변에서 glucose 농도의 측정3. Conclusion http://www.newswire.co.kr/newsRead.php?no=617859 , 뉴스와이어{nameOfApplication=Show}
1. Introduction효소는 생체촉매로서 세포 속에서 일어나고 있는 수많은 복잡한 생화학 반응을 촉매 한다. 수많은 생화학 반응 과정에 있어서 하나의 효소는 하나의 반응과정만을 촉매하므로 효소의 수는 무수히 많다. 현재까지 알려진 효소의 수는 약 3000종류를 넘어서고 있으며 앞으로 생화학적 정제기술이 발달됨에 따라 더 많은 종류의 효소가 발견될 것이다. 효소는 특이적이고 다양하며 화학적 촉매반응과 비교하면 매우 높은 반응 속도를 나타내므로 효율적이다.효소는 그 물리 화학적 특성이 알려지기 오래전부터 일상생활에서 이용되었다. 우리나라에서 효소를 이용한 예로는 맥아를 써서 쌀 또는 보리밥의 전분을 당화 농축시켜 엿을 만든 것이다. 이외에도 효소가 의학 및 산업에서 쓰이고 있는 사례는 매우 많다. 구체적으로는 양조업, 낙농업, 피혁제조, 섬유공업, 의약품, 화장품, 세제 등이 있다. 공업 분야에서는 제품의 품질을 향상 시키고 제조비용을 절감하는 데 효소를 이용하고 있다. 한편 의학 분야에서는 특수한 병을 치료하거나 생화학적 또는 임상 화학적 분석용으로도 효소를 이용하고 있다.효소제품의 분류는 크게 세 가지로 할 수 있다. 첫째는 효소 자체를 최종제품으로 쓰는 것으로 연육제와 같은 것이 있다. 육류 연화제는 동물 또는 식물 조직에서 추출된 protease로 조성된 효소제품으로 현재 가정용으로 많이 보급되어 있다. 둘째는 제 1차 효소생산품을 제 2차적인 공정을 거쳐 변형시킨 효소제품이다. 그 예로 고정화 효소제품이 있으며, 앞으로도 효소의 산업적 이용도를 높여줄 수 있는 장래성이 높은 생산품이다. 셋째로는 효소의 촉매작용에 의해 얻어지는 생산품으로 효소 자체는 최종제품에 포함되어 있지 않고 다만 효소를 공업적 공정과정에 이용하여 주어진 기질을 변화시킨 최종산물을 얻는 것이다. 산업적인 예로 발효공정과 같이 미생물체의 복합 효소계의 작용을 이용하는 방법이 있다.2. Application of Enzyme2.1. Industrial Application2.1.1. ProteaseProtease(단백질 분해 효소)단백질을 작은 펩타이드 단위로 가수분해하는 데 사용된다. 공업적으로 생산되는 protease는 bacteria(bacillus), pungi(Aspergiluus, Rhizopus, Mucor), 동물의 췌장, 식물 등에서 얻고 있다. Protease는 치즈 제조(rennet), 제빵, 고기 연화제(papain, trypsin), 주류 제조(trypsin, pepsin) 등의 식품공정과 단백질 얼룩을 가수분해시키는 세제, 가죽의 무두질 등에 이용된다.2.1.2. PectinasePectinase(펙틴분해효소)는 주로 A.niger에 의해 생산된다. Pectinase에는 pectin esterase, polygalacturonase, polymethlygalacturonatelyase가 있다. Pectinase는 과일 주스의 생산과 포도주 제조에 많이 사용되고 있으며, 주스의 수율을 향상시키고 점도를 감소시키며 주스를 맑게 한다.2.1.3. LipaseLipase는 지질을 가수분해하여 fatty acid와 glycerol을 만들며, 동물의 췌장, fungi, yeast에서 생산된다. Lipase는 오일을 가수분해하여 비누를 만드는 데 사용하기도 하고, 폐수 속에 존재하는 지질-지방 화합물을 가수분해하는 데에도 사용할 수 있다. 오일과 지방의 상호 esterification 반응에 lipase를 촉매로 사용할 수 있다. 또한, lipase는 지방을 가수분해하여 향미성분을 생산하므로 치즈와 버터 제조에 이용된다. Lipase를 함유한 세제는 lipase의 중요한 응용 분야다.2.1.4. AmylaseAmylase는 starch의 가수분해에 사용되며, A.niger나 B.substilis를 포함한 여러 종류의 미생물로부터 생산된다. 세 가지의 주요 amlyase는 α-amylase, β-amylase, glucoamylase다. α-amylase는 amylose 사슬에 있는 α-1,4 glycosidic linkage를 무작위로 끊어 amylose를 용해시킨다. β-amylase는 amylose의 비환원성 말단의 α-1,4 glycosidic linkage를 가수분해하여 맥아당을 생산한다. Glucoamylase는 starch의 amylopectin에 있는 α-1,6 glycosidic linkage를 가수분해한다. 이러한 효소들은 starch를 가수분해 하여 glucose를 생산하는 데 이용된다.2.1.5. CellulaseCellulase는 섬유소의 가수분해에 이용되며 Trichoderma viride, T.reesei 등과 같은 Trichoderma 종들이나 A.niger, Thermomospora와 같은 fungi, 그리고 몇 가지 Clostridium 종에 의해서 생산된다. Cellulose는 cellulase에 의해 가수분해되고, β-glucosidase는 이를 glucose로 가수분해한다. Cellulase는 곡류가공, 생물자원으로부터의 ethanol fermentation, 주류 생산, 폐기물 처리 등에 사용된다.2.1.6. HemicellulaseHemicellulase는 hemicellulose를 5탄당 단위로 가수분해하며 A.niger와 같은 몇 가지 fungi에 의해 생산된다. Hemicellulase는 다른 효소와 함께 빵 반죽, 생물자원으로부터의 ethanol fermentation, 주류 생산, 폐기물 처리 등에 사용된다.2.1.7. LactaseLactase는 whey의 lactose를 glucose와 galactose로 가수분해하는 데 사용되며 yeast나 몇 가지 Aspergillus 종들에 의해서 생산된다. Lactase는 whey를 사용하는 ehtanol fermentation에 이용된다.2.1.8. β-1,4 glucanaseβ-1,4 glucanase는 Bacillus amyloliquefaciens, A.niger, penicillium emersonii에 의해 생산되며, 보리나 맥아를 함유한 맥주 엿기름 생산에 사용된다. 이 효소들은 맥아즙의 여과나 추출 수율을 증가시킨다.2.1.9. AspartaseAspartase는 fumarate를 L-aspartate로 전환시킨다. 산업적인 공정에서 이러한 전환은 aspartase의 활성을 갖고 있으나 죽은 대장균 세포를 고정화하여 채운 column을 이용한다. fumarate가 통과하면 용출액에서는 aspartate가 얻어진다. Aspartate는 L-phenylalanine과 결합하여 aspartame을 생산하며 이것이 저칼로리 감미료로 알려진 Nutrasweet다.2.1.10. Glucose isomerase고정화된 glucose isomerase는 glucose를 fructose로 전환한다. Fructose는 glucose보다 1.7배나 달리 때문에 청량음료의 감미료로 사용된다. Glucose isomerase는 Flavobacterium arborescens, Bacillus licheniformos, Streptomyces, Arthrobacter 종들과 같은 각기 다른 미생물로부터 생산된다. Glucose isomerase 활성을 가진 세포를 고정화한 충전 반응기를 사용하여 glucose로부터 fructose를 생산하기도 한다.2.1.11. Aminoacylase고정화된 amionoacylase는 DL-acylamino acid를 amino acid의 L형과 D형 혼합물로 전환시킨다. L-amino acid는 D-acylamino acid와 분리되며 D-acylamino acid는 반응기로 다시 되돌아간다. L-amino acid는 식품과 의학 분야에서 중요한 물질이다.2.2. Medical Application2.2.1. Penicillin acylasePenicillin acylase는 페니실린 G를 반합성 페니실린 유도체의 전구체인 6-aminopenicillanic aicd(6-APA)로 전환시키므로 항생제 산업에 이용된다.2.2.2. TrypsinTrypsin은 단백질 분해효소제의 하나로서 체내의 섬유소 용해 기능을 항진시켜 조직으로부터 fibrin을 제거하고 혈청의 항단백 분해작용을 높여 염증성 polypeptide의 삼출을 억제한다. 이러한 메커니즘으로 trypsin은 항염증약으로 사용된다.2.2.3. LysozymeLysozyme은 gram-positive bacteria의 세포벽을 가수분해하므로, 항균제로 사용된다.2.2.4. Streptokinase, UrokinaseStreptokinase 및 urokinase는 혈장 중 plasminogen을 plasmin으로 활성화시켜 혈액응고 덩어리인 fibrin을 용해시킨다. 이러한 메커니즘으로 streptokinase와 urokinase는 혈전을 용해시키고 방지하는 데 사용된다.2.2.5. AsparaginaseAsparaginase는 L-asparagine을 L-aspartate로 전환시키는 반응을 촉매하여 항암제로 사용된다. 암세포는 L-asparagine을 필요로 하나 asparaginase에 의해 L-asparagine은 aspartate로 전환되므로 결국 암세포의 성장을 저해한다. Asparaginase는 대장균에 의해 생산된다.
Microorganism은 virus와 protists로 구분하며 protosts는 procaryotes와 eucaryotes로 나누어진다. Eubacteria와 archaebacteria는 생물학적 처리에서 가장 중요하며, 두 그룹을 bacteria라고 부른다. 또한 생물학적 처리에서 중요한 eucaryote microorganism으로는 fungi, protozoa 및 algae가 있다. 이에 대한 모식도는 Figure1.에 나타나있다.Figure. 미생물의 분류1. VirusVirus는 생물과 무생물의 중간적 성격을 띠는 비세포성 미생물이다. 독립적으로는 증식과 대사를 할 수 없고 숙주생물에 기생하여야만 증식할 수 있다.동물성 virus는 이들이 일으키는 질병에 의해 polio virus(소아마비 바이러스), rebies virus(광견병 바이러스) 등과 같이 명명된다. 식물성 virus는 숙주식물의 종류와 감염방법, 감염 후 나타나는 특이한 현상에 의해 구분하며 tabacco mosaic virus(담배 모자이크 바이러스), 외소증 virus 등이 있다. 미생물 virus에는 세균에 기생하는 bacteriophage(박테리오파지)가 있다.2. Protists2.1. Procaryotes2.1.1. BacteriaBacteria는 species(종)란 공통적인 형질을 지닌 균주들의 집합체이며, 각 종의 기준이 되는 균주는 type strain(대표균주)이라고 한다. Bacteria는 spherical, cylindrial, helical 중의 하나의 형태를 띤다. 온도, pH, 산소 등의 환경 조건은 bacteria의 생존과 성장에 중요한 영향을 미치며, bacteria는 산소 요구 정도에 따라 aerobic과 anaerobic으로 구분된다. Bacteria는 procaryote와 archaebacteria로 크데 나눌 수 있으며, procaryote는 gram 염색에 대한 반응에 따라 gram-negative와 gram-positive bacteria로 구분된다.2.1.2. ActinomycetesActinomycetes(방선균)는 곰팡이처럼 균사를 형성하며 이 균사는 모여서 균사체를 만든다. 그러나 균사의 직경이 곰팜이보다 작고, procaryotes로서 세포벽 조성이 gram-positive bacteria와 비슷하므로 actinomycetes는 곰팡이와 bacteria의 중간적인 성질을 가진 별도의 미생물로 분류된다. Actinomycetes 중에서 actinomycetaceae과의 actinomyces는 호기성이며 병원성이다. Nocardia도 호기성이며 우수한 탄화수소 분해능력이 있어 기름유출 지역에서 잘 성장한다.2.1.3. Blue-green algaeBlue-green algae는 절대적인 photoautotrophs(광합성 독립영양균)이며 탄소원으로 이산화탄소를 사용하고 에너지는 태양빛으로부터 공급받는다. 또한 물을 electron donor로 사용하여 유기 탄소화합물을 합성한다. Blue-green algae는 구상(coccoid)과 사상(filamentous)으로 구분된다. 구상균에는 Anbaena와 Nostoc, 사상균에는 Oscillatoria가 있다.2.2 Eucaryotes2.2.1. AlgaeAlgae는 광합성을 하는 eucaryotes의 여러 그룹을 통칭하는 명칭이다. Algae는 생물학적 처리공정에서 호기성 또는 산화지(oxidation pond)를 효과적으로 운영하기 위하여 매우 중요하다. Algae가 호기성 유기 영양성 bacteria에게 산소를 공급하는 공생 관계에 있기 때문이다.2.2.2. FungiFungi는 다세포의 eucaryotes 생물로서 비광합성 종속영양 미생물이다. 대부분의 fungi는 엄격한 호기성, 다핵성(coenocytic)이며, 균사체라는 영양세포가 얽혀 실모양을 하고 있다. 대부분의 fungi의 적정 pH는 5.6정도이지만 낮은 pH상태에서도 잘 견디며 생존한다. 또한 fungi는 수분이 낮은 조건에서도 성장할 수 있고 질소 요구량이 bacteria의 절반 정도에 불과하기 때문에, fungi는 공장폐수의 생물학적 처리가 유기 고형물의 퇴비화에 아주 중요한 역할을 한다. Fungi는 Figure2.와 같이 분류된다.