최초로 효소라는 용어를 사용한 사람은 누구인가요?
효소
최초로 이 용어를 사용한 사람은 독일 생리학자인 빌헬름 퀴네이다. "enzyme"은 즉 "in leaven"이라는 뜻이며, leaven은 효모(yeast)를 의미한다. 한자어 번역인 효소(酵素)는 효</b>모(酵</b>母, yeast)에 있는 요<b data-parsoid='{"dsr":[2142,2149,3,3]}'>소(要<b data-parsoid='{"dsr":[2151,2158,3,3]}'>素)라는 뜻이다.
원소 (화학)
한자어로 이루어진 원소들의 이름은 개화기 이후 한자 문화권에서 서양 과학을 가장 먼저 받아들였던 일본에서 명명된 것들이다. 일본은 주로 독일에서 원소이름들을 수용하였기 때문에 수소(水素), 산소(酸素), 탄소(炭素), 질소(窒素)등은 각각 독일어 Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff, Stickstoff에서 직역된 이름들이다. 가령 독일어 Wasserstoff는 Wasser와 Stoff의 합성어인데 각각 '물'과 '재료'를 뜻하며, 한자로 水素가 되었다.
현대 화학
아보가드로가 분자의 개념을 최초로 정의한 후 과학이 발달하면서 이 정의도 변화하게 되었다. 처음에 아보가드로는 기체의 반응에서 나타나는 규칙성을 해결하기 위해 기체에 분자의 개념을 도입하였으나, 유기화학이 발달하면서 이 정의는 모든 물질에 확산되어 적용되었다. 즉, 기체뿐만 아니라 다른 모든 물질도 역시 분자로 이루어져 있다는 생각이 형성된 것이다. 그러나 20세기 초반, 물질의 결합에 대한 이론이 도출되면서 물질의 결합을 공유 결합, 이온 결합, 금속 결합 등으로 구분하게 되었다.
효소
여기서 가장 중요한 효소 반응의 원리는 효소와 기질 간의 약한 결합이 효소 촉매 반응의 주요한 에너지원이 된다는 것이다. 이와 같은 반응에서 효소와 약한 상호작용에 관여하고 있는 기질의 부분은 절단 부위나 변화를 받는 부위로부터 다른 곳에 있다. 따라서 전이상태에서 처음으로 형성되는 약한 상호작용이 촉매 반응의 진행에 가장 중요한 역할을 하게 된다.[16]
동물 실험
동물 실험에 대한 최초의 기록은 기원전 4세기 그리스 문헌에서 발견된다. 아리스토텔레스(384-322BCE)와 에라시스트라투스(304-258BCE)는 최초의 동물 실험가들이다. 2세기 로마의 외과의사였던 갈렌은 돼지와 염소를 해부했는데 그때에 생체실험의 아버지로 알려져 있다. 12세기 (스페인의 남쪽 지방을 차지했던 무어족)아랍인 외과의사 아벤조아르 또한 동물을 해부했는데, 사람들을 치료하기 전에 치료법을 시험하는 수단으로서 동물 실험을 최초로 도입했다.
광합성
현대 과학자들은 몇 세기 전 과학자들이 이룩한 지식을 기반으로 많은 것을 발견할 수 있었다. 닐(Cornelius Van Niel)은 홍색 황세균(purple sulfur bacteria)과 녹색 황세균을 연구함으로써 광합성의 화학 작용을 설명할 수 있는 핵심적인 발견을 하였다. 그는 광합성이 광의존적인 산화환원반응임을 처음 증명했다. (수소가 이산화탄소를 환원한다.)
생화학의 역사
앙셀름 파얜은 1833년에 다이아스테이스라고 불리는 최초의 효소를 발견했으며, 1878년에 독일의 생리학자 빌헬름 퀴네 (1837~1900)는 이 과정을 설명하기 위해 그리스어 "ενζυμον", "(in leaven)" 에서 유래한 효소라는 용어를 만들었다. 효소라는 단어는 나중에 펩신과 같은 살아있지 않는 것들을 지칭하는데 사용되었으며, 발효소(ferment)는 생명체에 의해 생성된 화학적 활성을 지칭하는데 사용되었다.
화학 혁명
화학 혁명(chemical revolution)은 질량 보존의 법칙 발견과 연소가 산소와 결합하는 산화 임을 밝혀낸 일로 대표되는 화학의 근대적 혁신이다. 19세기에서 20세기 사이에는 화학 혁명을 프랑스 화학자 앙투안 라부아지에의 공로로 인식하여 그를 흔히 근대 화학의 아버지라고 부르기도 하였다. 그러나 최근의 과학사 연구에서는 화학 혁명이 최소 2세기 동안에 걸쳐 일어난 여러 사건들로 구성된다고 본다. 흔히 과학 혁명의 시기를 16세기에서 17세기로 파악하는데 비해 화학 혁명의 시기는 그 보다 1세기 정도 늦은 17세기에서 18세기의 시대로 본다.
열기구
영국에서는 1766년 화학자인 헨리 캐번디시와 조지프 프리스틀리가 대기보다 훨씬 가벼운 가연성 기체 수소를 발견하고, 이는 과학계의 큰 반향을 불러일으키면서 공기보다 가벼운 기체를 사용해 뭔가 무거운 것을 띄울 수 있겠다는 발상이 시작되었다. 스코틀랜드의 과학자인 조지프 블랙은 만찬회의 방문객들을 놀래키기 위해 수소 풍선을 여러 대 만들어 지붕 밑까지 띄워올리는 식으로 이를 응용했다. 그러나 당시 수소 기체의 비경제성 및 폭발성 때문에 아이디어는 오랫동안 실현되지 않았다.
알칼로이드
"알칼로이드"라는 이름은 1819년 독일의 약제사 Carl F.W. Meissner가 처음 사용한 것으로, 라틴어 어근 ("식물의 재"를 뜻하는 에서 옴)와 그리스어 접미사 에서 파생되었다. 이 말은 사용되지 않다가 1880년대 O. Jacobsen이 Albert Ladenburg 화학용어사전에서 재발견한 후에야 널리 사용되기 시작했다.
온도
1821년에는 피에르시몽 라플라스(Pierre-Simon Laplace)는 결합 열소를 분자에 결합된 열소로 척력이 작용하지 않는 열소로 재정의했고 자유 열소는 분자에 결합된 열소로 척력이 작용하는 열소로 정의했다. 공간의 자유 열소는 물질에 결합하지 않은 열소이고 최종적으로 온도는 공간에 존재하는 자유 열소의 밀도로 정의했다.
효소
효소는 일반적으로 62개에서 2500개가 넘는 아미노산 잔기로 이루어진 글로블린 단백질이다.[7][8] 효소는 이러한 아미노산 잔기들을 정확한 공간적 위치에 가지고 있다. 효소는 그들이 작용할 기질보다 크며, 효소의 작은 부분(대략 3~4 아미노산)만이 촉매작용에 관여한다.[9] 이렇게 기질이 와서 붙는 자리를 활성 자리라고 한다. 또한 효소는 조효소가 붙는 자리를 포함하고 있다. 어떤 효소들은 반응물이나 생성물에 직접적, 간접적으로 붙는 작은 분자들을 위한 결합 자리 역시 가지고 있다. 이러한 결합은 효소의 활성을 촉진하거나 저해할 수 있다. 즉, 구조적인 변형이 효소의 반응능력을 조절할 수 있다.
생화학의 역사
효모가 살아있는 세포 외부에서 기능할 수 있다는 것을 보여주었기 때문에, 다음 단계는 생화학적 성질을 결정하는 것이었다. 많은 초기 연구자들은 효소 활성이 단백질과 관련되어 있다고 지적했지만, 몇몇 과학자들은(노벨 화학상 수상자인 리하르트 빌슈테터 같은) 단백질이 효소의 운반체일 뿐이며 단백질 자체는 촉매 작용을 할 수 없다고 주장했다. 그러나 1926년에 제임스 섬너는 유레이스(urease, 요소가수분해효소)가 순수 단백질이며 결정화할 수 있음을 밝혀냈고, 1937년에 카탈레이스로도 마찬가지임을 보여주었다. 순수 단백질이 효소일 수 있다는 결론은 소화 효소인 펩신 (1930), 트립신, 키모트립신을 연구한 존 하워드 노스럽, 웬들 메러디스 스탠리에 의해 결정적으로 입증되었다. 제임스 섬너, 존 노스럽, 웬들 스탠리는 1946년에 노벨 화학상을 수상했다.
에른스트 헤켈
에른스트 헤켈(Ernst Haeckel, 1834년 - 1919년)은 독일의 유명한 생물학자이자 박물학자 겸 철학자, 의사, 교수, 화가였다. 풀네임은 에른스트 하인리히 필리프 아우구스트 헤켈(Ernst Heinrich Philipp August Haeckel)이었으며 폰 헤켈(Von Haeckel)이라 불리기도 하였다. 천여 종에 학명을 붙였으며 계통학, 분류학, 생태학, 원생생물 연구에 많은 업적을 남겼다. 생태학이란 낱말은 1866년 헤켈이 처음으로 사용했다 (생물체의 일반 형태론, "Generelle Morphologie der Organismen", 1866 Berlin). 그는 찰스 다윈의 진화론을 독일에 확산시키는 데 기여하였고, 뒷날 많은 논란을 불러일으킨 을 주창하였다.
젖산 발효
화학자들은 19세기에 유기화학의 몇 가지 기본 개념들을 발견했다. 발효 과정에 특히 관심이 많았던 프랑스의 화학자 조제프 루이 게이뤼삭은 수제자 중 한 명인 유스투스 폰 리비히에게 이러한 관심을 전했다. 수 년의 차이를 가지고 게이뤼삭과 리비히는 동료들과 함께 오늘날 우리가 알고 있는 젖산 분자의 화학 구조를 기술했다. 그들은 발효 과정을 순수 화학적인 과정으로 이해했다. 이는 현미경을 사용해서는 알 수 없고, 화학 촉매제에 의해 최적화될 수 있다는 것을 의미한다. 1857년 프랑스의 과학자 루이 파스퇴르는 최초로 미생물의 발효 산물로 젖산을 서술하였다. 이 기간동안 파스퇴르는 릴 대학에서 근무하고 있었으며, 현지의 양조장에서 발효 문자와 관련하여 파스퇴르에게 자문을 구했다. 파스퇴르가 양조장을 둘러보니 양조장의 설비가 썩 좋지 않았으며 양조장에서 미생물들에 의해 젖산 발효와 알코올 발효가 둘 다 일어나고 있음을 발견했다. 파스퇴르는 파리에서 이러한 발견들에 대한 연구를 계속하였으며, 리비히와 그의 추종자들로 대표되는 순수 화학적인 견해에 반박하는 이론을 발표했다. 파스퇴르는 오늘날에도 여전히 받아들여지고 있는 발효에 관한 개념을 설명하였는데, 리비히는1873년에 사망할 때까지 파스퇴르가 설명한 개념을 받아들이기를 거부했다. 파스퇴르가 발효 과정의 모든 세부적인 사항들을 밝혀내진 않았지만, 파스퇴르는 미생물이 어떻게 젖산 발효를 일으키는지에 대한 주요 메커니즘을 밝혀냈다.
자크 모노
자크 뤼시앵 모노(, 1910년 2월 9일 ~ 1976년 5월 31일)는 프랑스의 생화학자이다. 1965년에 효소의 유전적 조절 작용과 바이러스 합성에 대한 연구로 프랑수아 자코브, 앙드레 르보프와 함께 노벨 생리학·의학상을 수상했다.
루이스 이그나로
루이스 J. 이그나로(, 1941년 5월 31일 ~ )는 미국의 약리학자이다. 1998년에 포유류계에서 일시적인 세포 신호로서의 일산화 질소를 발견한 공로로 로버트 F. 퍼치고트, 페리드 뮤라드와 함께 노벨 생리학·의학상을 수상했다.
토머스 영
영은 영의 계수로 알려져 있는 탄성의 기술방법을 창안했다. 영의 계수는 1807년에 E로 표시되었고 1845년에 자연철학과 기계기술 강의과정 같은 다음 작업에서 더 많이 쓰여졌다. 그러나 실험에서 영의 계수의 개념을 처음 사용한 것은 1782년 조르다노 리카티()이었다. 이는 영보다 25년이 앞선 것이었다. 더욱이 이 아이디어는 1807년에 논문을 냈던 영에 비해, 약 80년이나 전인 1727년에 출판된 레온하르트 오일러의 논문에서 찾아볼 수도 있었다.
셀룰로스
셀룰로스는 1838년 프랑스의 화학자 앙셀름 파얜(Anselme Payen)에 의해 발견되었는데, 그는 식물 물질로부터 셀룰로스를 분리하고, 셀룰로스의 화학식을 결정했다. 셀룰로스는 1870년에 하야트 제조회사(Hyatt Manufacturing Company)에 의해 최초의 성공적인 열가소성 플라스틱인 셀룰로이드를 생산하는데 사용되었다. 셀룰로스로부터 레이온(인조 견사)의 생산은 1890년대에 시작되었고, 셀로판은 1912년에 발명되었다. 헤르만 슈타우딩거는 1920년에 셀룰로스의 중합체 구조를 결정했다. 셀룰로스는 1992년에 고바야시(Kobayashi)와 쇼다(Shoda)에 의해 화학적으로 합성(생물학적 효소를 사용하지 않고)되었다.
염소 (원소)
염소(塩素←), 클로린(←) 또는 클로르(←)는 할로젠에 속하는 화학 원소로 기호는 Cl(←)이고 원자 번호는 17이다. 염화 이온은 소금의 주요 성분으로, 자연계에 널리 분포하며, 특히 생명에게 필수적이다. 염소는 표준 상태에서 이원자 분자 형태로 존재하는 황록색 기체로 불쾌한 냄새가 있고 공기보다 2.5배 무겁다. 전자친화도는 원소 중 가장 높고, 전기음성도는 네 번째로 높다. 또, 두번째로 풍부한 할로젠 원소이며, 지각에서 21번째로 많이 존재한다. 염소 기체는 생물에게 매우 유독하고 위험하다. 제1차 세계대전에서는 최초의 기체 화학 무기로 사용되기도 했다. 염소 용액은 산화제, 표백제, 살균제 등으로 쓰인다.
자외선 존재하에 수소와 반응하여 염화수소를 생성하며, 앙금 생성 반응을 통해 산출되는 염화 은은 흰색 앙금이다.
효소
1897년에 에드워드 채너는 효모의 추출물이 당을 알코올로 발효하는 능력을 가지고 있다는 것을 발견함으로써 발효는 세포로부터 분리되어도 여전히 촉매작용을 할 수 있는 분자에 의하여 촉진된다는 것을 제시하였다.[5]
탄저균
까지미르 다벤느는 탄저의 증상이 늘 B. anthracis라는 미생물과 동반하고 있음을 입증하였다. 알로이스 폴렌더 또한 이 발견에 기여하였다. "B. anthracis"는 1876년에 로베르트 코흐가 최종적으로 병인을 입증한 최초의 박테리아이다. "anthracis"라는 종의 이름은 숯이라는 뜻의 그리스어 낱말 "anthrakis" (ἄνθραξ)에서 나왔다.
유스투스 폰 리비히
유스투스 폰 리비히(Justus von Liebig, 1803년 5월 12일 ~ 1873년 4월 18일)는 독일의 화학자이다. 어릴 때부터 화학에 매료된 리비히는 아버지가 운영하는 공장에서 가져온 화학 물질로 화약을 만들어 학교에서 폭발시키는 바람에 초등학교에서 퇴학당했다고 전해진다. 1820년 본 대학에 입학하였으나, 이듬해 카스터너 화학 교수를 따라 에를랑겐 대학으로 전학하였다가 퇴학당하였다. 박사학위는 에를랑겐 대학에서 받았다. 그러나 그를 아끼던 카스터너의 추천으로 파리 소르본 대학에서 강의를 들으며 조제프 루이 게이뤼삭의 지도를 받았다. 1824년 귀국하여 21세의 나이로 기센 대학 조교수가 되어 그곳에서 세계 최초의 본격적인 화학 분야의 학과를 만들고 실험 중심의 화학교육을 실천하여 후일 최고의 화학 교육자로 불리게 된다. 그곳에서 14년간에 걸쳐 유기 화학 연구에 전념하였다.
리비히의 가장 중요한 업적 중 하나는 유기 화합물의 탄소와 수소의 분석 방법을 개발한 것이다. 리비히가 활동하던 19세기는 간단하지만 중요한 유기화합물들을 분리하고 연구하던
시기였다. 예컨대 글루코오스는 1747년에 건포도에서 처음 분리되었고, 1838년에 듀마(Jean Dumas)가 '달다'라는 뜻의 glycos로부터 glucose라고 명명했지만, 구조가 밝혀진 것은 19세기 에밀 피셔(Emil Fischer, 1902년 노벨 화학상)에 의해서였다. 한편 아미노산의 일종인 아스파라진(asparagine)은 1806년에 아스파라거스에서 발견되었고, 글루코스와 마찬가지로 달다는 말에서 유래된 글라이신(glycine)은 1820년 경에 동물 단백질인 젤라틴에서 발견되었다. 핵산의 다섯 가지 염기 중 하나인 구아닌(guanine)은 1844년에 바다 새의 똥이 굳어진 것으로 천연비료로 중요하게 사용되던 구아노(guano)에서 분리되었다.
이러한 물질을 조사하는 첫 단계는 탄소, 수소, 질소 등의 무게 퍼센트를 알아내는 것이다. 지금도 고등학교 교과서에 나오는 탄소와 수소의 원소분석 방법은 리비히가 1830년대에 발전시킨 것이다. 시료를 연소하고 나오는 물은 오산화인(P2O5)과 같은 흡수제에 흡수시키고, 이산화탄소는 수산화포타슘(KOH) 같은 알칼리 용액에 흡수한 후 무게의 증가를 측정한다. 예컨대 근육의 원소 조성을 조사하려면 우선 근육 시료를 바짝 말려서 물의 양을 측정하고, 마른 시료를 가지고 리비히의 방법을 사용하면 될 것이다. 이 때 생성물로 얻어진 물과 이산화탄소는 무생물계에서 찾아 볼 수 있는 물이나 이산화탄소와 똑같다. 우리 몸의 탄수화물이나 단백질은 몸 밖의 물, 이산화탄소 등 무기물질로부터 만들어진 것이다.
프리츠 하버
프리츠 하버(, 1868년 12월 9일 ~ 1934년 1월 29일)는 비료와 폭발물의 주원료인 암모니아의 합성법을 개발하여 1918년 노벨 화학상을 수상한 독일의 화학자이다. 그는 또한 제1차 세계대전 중 클로린(chlorine)을 비롯한 여러 독가스를 개발 및 합성했던 일로 인해 "화학 무기의 아버지"로 불리기도 한다(하버가 화학 무기 개발에 앞장선 것이 그의 부인을 자살하게 만든 이유였다고 알려져 있다).
효소
1700년대 후기와 1800년대 초기에, 위에서 이루어지는 고기의 소화[2]와 식물의 추출물과 침이 녹말을 당으로 바꾸는 현상이 알려졌다. 그러나 이 작용의 기작은 밝혀지지 않았었다.[3]
분자
역사와 어원
근대 화학의 성립
아보가드로가 생각한 원소의 개념과 돌턴이 생각한 원소의 개념 간에는 많은 차이점이 있다. 아보가드로는 기체 원소를 두 개의 원자가 결합한 분자의 형태로 보았지만 돌턴은 기체 원소를 원자가 독립적으로 존재하는 형태로 보았다. 그러나 한 종류의 원자로 이루어진 물질이라는 생각은 동일했다. 오늘날의 시각으로 볼 때 비활성 기체인 네온이나 아르곤, 헬륨과 같은 기체 물질의 경우에 대해서는 돌턴의 생각이 옳았고, 수소, 산소, 질소와 같은 기체 물질의 경우에 대해서는 아보가드로의 견해가 타당한 것이었다.
현대 화학
1828년에 독일의 화학자 뵐러는 무기물인 시안산암모늄으로부터 유기물인 요소를 합성하였고, 프랑스의 화학자 베르틀로(Piere Berthelot)는 글리세린과 지방산 합성에 성공하여 유기물은 반드시 생명체만이 만들 수 있다는 생각을 일소하는데 획기적 계기를 마련하였다. 이후 케쿨레는 유기 화학이란 '탄소 화합물'을 취급하는 분야를 지칭하는 용어로 확정하자고 정식 제안하였고, 이에 따라 생명체의 생성물을 취급하는 화학은 '생화학'이라는 말로 대신하게 되었다.
아메데오 아보가드로
아보가드로는 이 문제를 해결하기 위해서 홑원소물질의 입자는 단일 입자로 되어있지 않다고 주장하였고, 수소, 산소, 질소 등의 기체가 이원자분자 상태로 존재한다고 주장하였다. 1811년에 그는 물, 질산, 아질산, 암모니아, 일산화 탄소, 염화 수소의 올바른 분자식을 제시하였으며, 1814년에는 이산화 탄소, 이황화 탄소, 이산화 황, 황화 수소의 분자식을 제시하였다. 이 외에도 그는 그의 법칙을 금속에도 적용하여 17종류의 금속의 원자량을 계산하기도 하였다.
힉스 메커니즘
힉스 메커니즘은 1964년에 세 그룹이 거의 동시에 각각 독자적으로 개발하였다. 이는 벨기에의 물리학자인 로버트 브라우트와 프랑수아 앙글레르, 영국의 물리학자인 피터 힉스, 미국의 제럴드 구럴닉(), 칼 헤이건 ()과 영국의 토머스 키블()이다. 이 때문에 간혹 "앤더슨-힉스 메커니즘"이나 "BEHGHK 메커니즘"이라고 불리기도 한다. "힉스 메커니즘"이라는 이름은 한국의 물리학자인 이휘소가 쓰기 시작하였다.
영양학
최초로 기록된 식단의 충고는 기원전 약 2500년 바빌로니아의 석판에 새겨져 있으며 내부에 통증이 있는 자들은 사흘 간 양파를 먹지 않을 것을 경고했다. 나중에 괴혈병을 통해 비타민 C 결핍이 발견된 일이 기원전 1500년 에베르스 파피루스에 처음 기록되었다.[1] Walter Gratzer에 따르면, 영양 연구는 아마도 기원전 6 세기에 시작되었다. 중국에서는 기의 개념이 서유럽 사람들이 나중에 pneuma라고 불렀던 것과 유사한 정신이나 "바람"을 발전시켰다. 음식은 중국, 인도, 말라야, 페르시아 등에서 뜨거운 고기(예: 육류, 피, 생강, 매운 향료)와 냉기(녹색 채소)로 분류되었다. Humours는 기와 함께 중국에서 아마도 처음으로 발전했다. 의사는 질병이 요소 부족(우 싱: 불, 물, 흙, 나무, 금속)으로 인해 발생한다고 결론을 내렸고, 규정 식과 마찬가지로 질병을 분류했다. 같은시기에 크로톤의 알케 이옹(Alcmaeon of Croton, 그리스어)은 들어간 것과 밖으로 나가는 것 사이의 평형의 중요성에 대해 썼으며, 불균형은 비만이나 쇠약에 의해 나타나는 질병을 초래할 것이라고 경고했다.
수돗물
산업혁명으로 인해 생산 활동이 증대되고, 사람들은 도시로 몰려들게 된다. 이에 따라 하천의 오염이 심각해지는데, 콜레라 등 각종 수인성 전염병이 창궐했다. 영국의 완속사 여과법은 이런 배경하에서 위생적인 수돗물 생산을 목적으로 시작됐다. 1804년 영국의 파슬리(Paisley)에 의해 시작된 완속사 여과법(Slow Sand Filtration)은 영국식 여과법이라고도 불리는데, 물이 자연스럽게 모래 층을 투과하면서 여과되는 방식을 말한다. 이에 반해 급속사 여과법은 1884년 미국의 하이얏(A. Hyatt)이 황산철을 사용하는 응집법을 개발하면서 시작되는데, 미국식 여과법이라고 불리기도 한다. 미국 뉴저지주 서머밀에서 처음 채택된 방식이다. 다시 말하면, 이 급속사 여과법은 약품을 투입해서 이물질을 크게 뭉치게 섞은 후, 가라앉게 하고, 여과를 시킨다. 그 후 염소 소독을 하는 방식으로서, 현재 세계 각국에서 많이 사용하는 방법이다. [5]
아르곤
아르곤은 그리스어로 '비활성'을 뜻하는 αργον에서 이름이 붙여졌다. 1785년 헨리 캐번디시는 공기 중에 전류를 흘려 질산을 생성시키는 실험을 하였는데, 이 과정에서 소량의 기체가 반응하지 않고 남아있는 것을 관찰했다. 1882년 두 과학자가 독자적으로 공기 중에 포함된 원소의 스펙트럼을 분석하던 중 새로운 선 스펙트럼이 존재한다는 사실을 발견하였으나, 어떤 원소에 의한 것인지는 설명하지 못했다. 이후 1894년 레일리와 윌리엄 램지는 순수한 질소 기체와 공기 중의 질소 기체 사이에 약 0.5% 정도의 질량 차이가 존재한다는 사실을 발견하고 다른 원소가 섞여있을 것이라고 예측했다. 그들은 런던대학교 UCL에서 불순물을 제거한 공기를 액화시킨 후 이를 분별 증류하여 아르곤을 순수한 상태로 분리하였다.
1957년까지는 원소 기호가 A 였으나 이후 Ar로 바뀌어 지금에 이르고 있다.
브루스 보이틀러
미생물은 17세기에 레우벤후크(Antoni van Leeuwenhoek)에 의해 발견되었다. 그리고 미생물과 감염의 관계는 19세기에 이르러서야 파스테르(Louis Pasteur)에 의해 발견되었다. 1891년 코흐(Robert Koch)의 학생이었던 리차드 파이퍼(Richard Pfeiffer)가 열로 사멸처리한 미생물을 기니피그에 주입하였을 때, 열과 염증반응이 일어나고 심할 경우 죽음까지 초래한다는 것을 관찰하였다. 그는 이 열에 안정한 미생물의 독성물질을 내독소(endotoxin)이라고 명명하였다.
피에르 장센
동년 10월 20일 조세프 노먼 로키어가 장센과 같은 분광선을 채층 스펙트럼에서 발견했고, 이 원소가 새로운 수소 형태임을 입증하는 데 실패한 후, 이를 '알려지지 않은 원소'라고 결론지었다. 이는 지구상에 없는 원소를 지구 바깥 세계에서 최초로 찾아 낸 사례가 되었다. 로키어와 영국 화학자 에드워드 프랭클랜드는 이 원소에 그리스어 ἥλιος(헬리오스)라는 이름을 붙였다.
백신
우두법을 발견한 에드워드 제너가 라틴어로 소를 뜻하는 Vacca를 차용하여 쓰기 시작했으며, 루이 파스퇴르가 Vaccine이라 명명하여 영어와 프랑스어에서는 이 명칭으로 쓰고 있다. 독일어 철자는 Vakzin이다. 한국에서는 일본을 통해 들어온 독일어 Vakzin에서 유래한 왁찐이라는 말을 널리 썼으나, 20세기 후반 이후 대한민국에서는 영어 Vaccine에서 유래한 백신이라는 말이 퍼져 현재는 거의 백신이라는 말로 사용하고 있다. 조선민주주의인민공화국에서는 여전히 왁찐이라 부르며, 예방주사라 말하기도 한다.
발효
살아있는 미생물의 작용의 결과로 발효가 일어난다는 것을 보여주는 것은 획기적이었지만, 발효 과정의 기본적인 성질을 설명하지는 못하였다. 파스퇴르를 포함한 많은 과학자들은 효모에서 발효 효소를 추출하는데 실패했다.[40] 1897년 독일의 화학자 에두아르트 부흐너는 발효 효소를 추출하는데 성공하였는데, 부흐너는 효모를 갈아서 효모 추출액을 얻은 후, "죽은" 효모 추출액이 마치 "살아있는" 효모와 흡사하게 설탕 용액을 발효시켜 이산화 탄소와 알코올을 만드는 것을 보고 크게 놀랐다.[41] 부흐너의 발효 과정에 대한 연구 결과는 생화학의 시작으로 간주된다. 비조직화된 발효 효소들은 조직화된 것처럼 행동했다. 이때부터 효소(enzyme)이라는 용어는 모든 발효물에 적용되었다. 그런 다음 발효가 미생물에 의해 생성된 효소에 의해 유발된다는 것을 알게 되었다.[42] 부흐너는 자신의 연구성과를 인정받아 1907년 노벨 화학상을 수상했다.[43]
양자 (에너지)
"quantum"라는 낱말은 라틴어의 "quantus"에서 유래했으며, 이것은 "얼마나 많이how much"라는 뜻이다. "전기양자quanta of electricity"(전자)를 줄인 말인 "양자Quanta"라는 말은 1902년에 필리프 레나르트가 쓴 광전자 효과에 대한 기사에서 찾을 수 있는데, 레나르트는 헤르만 폰 헬름홀츠가 이 단어를 전기학 분야에서 처음 사용했다고 언급하고 있다. 하지만 양자quantum라는 말은 1900년 이전에도 대개 널리 사용되고 있었다. 이 단어는 보통 내과의사들이 적당량("quantum satis") 등의 형태로 사용했다. 헬름홀츠와 율리우스 폰 마이어는 물리학자이면서 동시에 의사였다. 헬름홀츠는 마이어의 연구를 논하면서 열을 가리킬 때 "양자quantum"라는 말을 사용했다. 실제로 1841년 7월 21일에 쓰여진 마이어의 편지에서 열역학 제1법칙 방정식을 설명할 때 "양자quantum"라는 단어가 발견된다. 막스 플랑크는 "양자quanta"를 "물질과 전기의 양자", 그리고 기체와 열에 대해서 사용했다. 1905년, 플랑크의 연구와 "전기의 양자"라는 표현을 사용한 레나르트의 연구에 응한 알베르트 아인슈타인은 방사선이 공간적으로 분리된 뭉치로 이루어져 있다는 가설을 제기했고, 그 뭉치를 "광양자"(Lightquanta)라고 칭했다.
기욤프랑수아 루엘
이전까지의 염이라는 말은 소금의 짠 맛을 가지는 물질에 대해서 주어진 말이었으나, 그는 염을 산과 염기가 반응한 화합물이라고 정의하였다. 또한 염을 처음으로 산성염, 중성염, 염기성염으로 구분하였다. 요소, 황화 수소를 발견하였으며, 황산의 탈수작용에 대해서 설명하였다.
맥주 순수령
그러나 맥주 순수령 원문에는 효모에 관해 언급이 없었다. 이는 19세기, 루이 파스퇴르가 발효 과정에서 미생물의 역할을 발견할 때까지 효모의 존재를 알지 못하였기 때문에, 효모는 당시 맥주에 들어가지 않았다. 당시 양조장에서는 이전의 발효 과정에 나온 침전물을 효모 대신 사용했는데, 이 침전물이 시간이 지나면서 미생물들을 생성하며 다시 발효를 촉진시킨다. 이러한 침전물도 없을 시에는 통에 재료들을 모두 넣고, 공기 중에 자연적으로 효모가 발생하여 양조되기를 기다렸다.
RNA 중합효소
찰스 로(), 오드리 스티븐스(), 제라드 허위츠()가 1960년 대장균 추출물로부터 RNA 중합효소 활성이 나타나는 것을 관찰하였다. 비슷한 시기(1959년)에 RNA 중합효소를 발견한 공로로 세베로 오초아가 노벨 생리학·의학상을 수상하였으나 후에 그 RNA 중합효소는 DNA를 주형으로 RNA를 합성하는 효소가 아니라 폴리뉴클레오타이드 가인산분해효소()로 밝혀졌다.
효소 번호
효소 번호(, EC 번호)는 효소를 정리할 수 있도록 반응 형식에 따라서 EC에 따른 4개의 숫자로 나타낸 것으로, 국제 생화학 연합(현재의 국제 생화학 분자생물학 연합)의 효소 위원회에 의해서 1961년에 만들어졌다.
헨리 캐번디시
기록상의 캐번디시의 첫 번째 연구는 비소에 관한 것이었으며, 1764년경에 이루어졌다. 이후 1766년부터 왕립 학회와 기체의 성질에 대해서 연구 결과를 교류하기 시작하였다. 그는 1766년 발표한 논문에서 처음으로 수소를 독립된 원소로 보았으며, 이를 '가연성 공기'라고 불렀다. 또한 이산화 탄소에 대해서도 연구하였다. 또한 이들 기체들의 공기에 대한 비중을 측정하였으며, 여러 액체에 대한 용해도를 측정하기도 하였다. 그 결과 이산화 탄소는 일반적인 공기에 부피비로 1/9정도로 포함되어 있으며, 연소를 일으키지 않는다는 사실을 알 수 있었고 또한 발효 또는 부패 과정에서 발생하는 기체가 대리석으로부터 얻을 수 있는 이산화 탄소와 성질이 같다는 것을 알아냈다. 1767년 발표한 논문에서 그는 런던에서 펌프로 퍼낸 물을 분석하여 물에 존재하는 석회질 성분이 이산화 탄소를 녹인 물에도 존재한다는 사실을 알아냈다.
근대 화학의 성립
18세기의 과학자들은 오늘날과는 다른 이름으로 기체를 불렀다. 조지프 블랙은 탄산마그네슘이나 탄산칼슘과 같이 탄산을 함유하는 염을 서서히 가열하면 항상 이산화탄소가 발생하는 것을 보고, 염 안에 이산화탄소가 고정되어있다는 맥락으로, 이산화탄소를 ‘고정 공기’라 부르기도 했다.
한스 빙클러
한스 빙클러(Hans Winkler, 1877년 4월 23일~1945년 11월 22일)는 독일의 식물학자로서 함부르크 대학의 교수였다. 게놈(genom)이란 말을 처음 만든 것으로 알려져 있다. 그의 글에는 “나는 종의 기초를 이루는 염색체 일배체 세트를 게놈이라고 표현할 것을 제안한다.”라고 되어 있다.
제임스 B. 섬너
제임스 배첼러 섬너(, 1887년 11월 19일 ~ 1955년 8월 12일)는 미국의 화학자이다. 1946년에 효소의 결정화를 발견한 공로로 존 하워드 노스럽, 웬들 메러디스 스탠리와 함께 노벨 화학상을 수상했다.
ATP 합성효소
1960년대에 메사추세츠 종합병원에 근무하던 의학자 Humberto Fernandez-Moran이 음성염색을 이용해 세포의 미토콘드리아를 연구하던 도중 미토콘드리아의 내막에 둥그런 물질이 덕지덕지 붙어있는 것을 처음 발견했다. 몇년뒤에 미국 코넬대학교에서 Efraim Racker가 이 물질을 세포막으로부터 분리하는 데 성공하고 F1이란 이름을 붙였다. 화학적 특성을 분석해본 결과 이 F1이란 단백질은 아데노신 삼인산을 가수분해하는 효소라는 것이 밝혀졌다. 이후로 생물학자들이 아데노신 삼인산을 생성하는 기관인 미토콘드리아가 왜 그것을 소모하는 효소를 가지고 있는지에 관한 의문을 제기하였다.
니코틴
니코틴은 니코티아나 타바쿰이라는 담배 농장의 이름에서 따왔다. 니코티아나 타바쿰이라는 농장의 명칭은 주 포르투갈 프랑스 대사였던 장 니코의 이름에서 따온 것인데 그는 브라질에서 파리로 1560년에 담배와 그 씨앗을 보내서 의학적 사용을 권장했었다. 니코틴은 1828년 독일인 화학자인 포셀트와 라이만에 의해 처음 추출되었고 그 화학적 작동이 1843년 멜센스에 의해 처음 기술되었으며 그 구조는 1893년 아돌프 피너에 의해 처음 발견되었고, 1904년에 픽텟과 크레포에 의해 처음 인공적으로 합성되었다.
옌스 야코브 베르셀리우스
옌스 야코브 베르셀리우스(Jöns Jakob Berzelius, 1779년 8월 20일 - 1848년 8월 7일)는 스웨덴의 화학자이다. 타이타늄과 지르코늄을 분리하고, 세륨·토륨·셀레늄 등의 원소를 발견하였다.
베르셀리우스는 현대의 원소 기호를 만든 사람으로 알려져 있다. 라부아지에가 원소의 정의를 내기 전에도 연금술사들은 여러 개의 원소를 발견하고, 그 원소들을 다양한 방법으로 표현했다. 이후 라부아지에는 기하학적인 모양으로, 돌턴은 원 안에 문자나 그림을 넣어 원소를 표현했다. 하지만, 많은 원소가 발견되자 돌턴의 원소 표기법은 불편해졌다. 그래서 베르셀리우스가 다음과 같은 원소를 표현하는 방법을 고안해냈다.
효소
효소가 특정한 기질하고만 결합하여 반응을 촉매하는 성질을 말한다. 효소들은 각기 다른 형태의 활성 자리(active site)를 가지고 있다. 그러므로 효소는 자신의 활성 자리에 알맞게 결합하는 특정한 기질하고만 상호 작용할 수 있다. 따라서 효소의 활성 자리의 입체 구조가 기질의 입체 구조와 맞물릴 수 있는 형태일 때에만 결합이 이루어지는 것이다.
노력
라틴어의 "conatus"는 통상 「노력하는, ~하려고 한다」라고 번역되는 동사 "conor"에서 유래한다. 그러나, 「노력」이라는 개념은 최초 기원전에 스토아 학파 및 소요학파에 의해서 발전 되었다. 그러한 학파는 ("horme", "임페투스"로 라틴어 번역된다) 라는 말을 사용하고, 영혼이 물체로 향하는 움직임이나, 거기에 따른 물리적인 운동의 결과를 나타냈다. 고전적인 사상가 마르쿠스 툴리우스 키케로 (기원전 106년 - 기원전 43년) 나 디오게네스 라에르티오스 (기원전 235년 경) 는 이 원리를 확장해 파괴에 대한 혐오를 어떤 말에 특별한 뜻을 가지게 하도록 시켰지만, 그 적용 범위는 사람 이외의 동물의 동기계속으로 한정되었다. 예를 들면, 디오게네스 라에르티오스는 특히 식물에 대해서 이 술어를 적용하는 것을 부정하고 있다. 르네상스 이전에, 토마스 아퀴나스 (1225년 - 1274년), 둔스 스코투스 (1266년 - 1308년) , 그리고 단테 알리기에리 (1265년 - 1321년) 가 「코나투스 Conatus」의 동의어로서 라틴어 「우르트 vult」 「웨레 velle」 「압페티트 appetit」를 사용해 같은 감정을 나타냈다. 실제, 이것들 4개의 단어는 모두 원래의 그리스어 의 역어로서 사용된다. 후에, 베르나르디노 테레시오와 톰마소 캄파넬라가 고대 그리스의 개념을 확장해, 생물 무생물에 관계없이 모든 물체에 적용했다.
니콜라이 바소프
니콜라이 겐나디예비치 바소프(, 1922년 12월 14일 ~ 2001년 7월 1일) 는 러시아의 물리학자이다. 1953년 러시아의 물리학자 프로호로프와 함께 전파를 증폭시킬 때 분자의 에너지를 이용하는 원리를 알아냈다. 이 두 사람은 또한 1955년에 이 증폭기의 작동 방법을 고쳐서 메이저라는 새로운 증폭기를 발명했다. 이 업적으로 두 사람은 1964년 미국의 물리학자 타운스와 함께 노벨물리학상을 받았다.
1963년 소련 물리학자 니콜라이 바소프와 올렉 크로힌 소련과학원 학술회원은 레이저로 핵융합을 일으키는 방법을 제안하였다.
연결 효소
연결 효소 또는 라이게이스(: ligase) 또는 리게이스는 생화학에서 두 개의 큰 분자가 새로운 결합을 형성하는 것을 촉매하는 효소이다. 라틴어 동사 "ligāre" — "붙다" 또는 "서로 붙다" 에서 유래하였다. 일반적으로, 연결효소는 다음의 반응을 촉매한다.
과학과 여성
캐나다 출신으로 미국과 독일에서 활동한 모드 멘텐은 독일의 화학자 레오노르 미카엘리스와 함께 빅토르 헨리가 발견하였던 효소의 반응 속도를 연구하여 미하엘리스-멘텐 식을 발표하였다. 멘텐은 또한 염기성 포스파타아제의 아조 염색제 반응을 연구하여 조직 화학에서 이를 이용할 수 있도록 하였다. 그녀는 또한 B형 파라티푸스, 연쇄상구균의 하나인 스트렙토코쿠스 스칼라티나, 그리고 살모넬라 등에서 세균성 독성 물질을 분리하였고, 1944년에는 최초로 전기영동 장치를 구성하여 단백질을 분리하였다. 멘텐은 헤모글로빈의 특성, 혈당의 조절 기제, 그리고 콩팥의 기능 등을 밝히는데 공헌하였다.
화학
영국계 미국인 화학자 로버트 보일 (Robert Boyle, 1627-1691)은 연금술에 대한 현대의 과학적 방법을 정제하고 화학을 연금술과 분리한 것으로 생각된다. 그의 연구가 연금술 전통에 뿌리를두고 있음에도 불구하고, 보일은 오늘날 현대의 화학자이자 현대화학의 창시자이자 현대 실험 과학 방법의 선구자 중 한 사람으로 불리고 있다. 보일이 원래 발견자가 아님에도 보일은 1662 년에 제시한 보일의 법칙으로 가장 잘 알려져있다. 보일의 법칙은 온도만 폐쇄된 시스템 내에서 일정하게 유지된다면 가스의 절대 압력과 부피가 반비례함을 의미한다.보일은 또한 화학 분야의 초석으로 간주되는 1661 년의 《의심 많은 화학자》 에 대한 획기적인 저서로 인정받고 있다. 작품에서 보일은 모든 현상이 움직이는 입자의 충돌의 결과라는 가설을 제시한다. 보일 (Boyle)은 화학자들에게 실험을 호소했으며 실험은 지구, 화염, 공기 및 물과 같은 고전적인 4 가지 원소만으로 화학 원소를 제한한다는 것을 부인했다. 그는 또한 화학이 의학이나 연금술에 종속되어 과학의 지위로 부상하는 것을 중단해야한다고 촉구했다. 중요한 것은 과학 실험에 대한 엄격한 접근 방식이라고 주장했다. 그는 모든 이론이 사실로 간주되기 전에 실험적으로 입증되어야한다고 믿었다. 이 작품은 원자, 분자 및 화학 반응의 가장 초기의 현대적인 아이디어를 포함하고 있으며 현대 화학의 역사의 시작을 나타낸다. 보일은 또한 화학 물질을 정제하여 재현 가능한 반응을 얻으려고 시도했다. 그는 재료 물질의 물리적 특성과 상호 작용을 설명하고 정량화하기 위해 René Descartes가 제안한 기계 철학의 보컬 지지자였다. 보일은 원자핵론자 였지만 원자보다 더 많은 입자를 선호했다. 그는 속성이 유지되는 물질의 가장 정밀한 부분은 미립자의 수준에 있다고 논평했다. 그는 또한 공기 펌프로 수 많은 조사를 수행했으며, 공기가 펌프로 퍼져 나감에 따라 수은이 떨어지는 것으로 나타났다. 그는 또한 컨테이너에서 공기를 펌핑하면 화염을 없애고 내부에있는 작은 동물을 죽일 수 있음을 관찰했다.
마요네즈
마요네즈라는 용어는 19세기 시작 이전에는 드레싱을 위해 사용되지 않았다. 최초의 참조는 1806년의 Alexandre Viard에 의해 등장한 것으로 보이지만 드레싱 자체에 대한 요리법을 제공한 적은 없다. 당시 소스는 달걀 에멀전이 아닌 젤리나 아스픽으로 구성되었다.
헬륨
헬륨은 1868년 프랑스 천문학자 피에르 장센이 발견하였다. 그는 1868년 8월 18일 일식의 관측에서 특정 대역의 노란 빛, 즉 587.6나노미터 부분에 새로운 선이 존재하는 것을 알아내고 헬륨의 존재를 밝혔다. 헬륨이라는 말은 그리스어로 태양을 뜻하는 말 헬리오스(Helios)에서 유래하였다.
규소
1787년 프랑스의 과학자 앙투안 라부아지에가 처음으로 규소에 대한 연구를 시작하였다. 그는 더 이상 분해할 수 없는 물질을 ‘원소’로 정의하고 당시 기술로는 분해가 되지 않던 규소 산화물인 실리카를 원소로 보았다. 1808년에는 험프리 데이비가 순수한 규소를 얻으려는 시도를 하고 ‘실리시움(silicium)’이라는 이름을 붙였다. 1823년에는 베르셀리우스가 플루오린, 칼륨, 규소의 화합물에서 순수한 형태의 규소를 얻어냈고, 최초로 이 원소를 발견한 공로를 차지했다.
제한 효소
1968년 매슈 메셀슨(Matthew Meselson)과 로버트 유안(Robert Yuan)은 최초로 제한 효소Ⅰ형을 정제하지만 인식자리와 제한 자리가 비특이적이었다. 1970년 마침내 해밀턴 스미스(Hamilton Smith)가 "Haemohilus influenzae"균에서 Ⅱ형 제한 효소를 분리하였고, 특정한 인식자리와 제한 자리가 있다는 것을 밝혀냈다. 이후 대니얼 네이선스(Daniel Nathans)와 캐틀린 다나(Kathleen Danna)는 이 효소로 SV40 DNA를 절단하여 분석하였고, 폴 버그(Paul Berg)는 1972년 최초의 재조합 DNA를 만들게 되었다. 이렇게 시작된 제한 효소의 역사는 유전체학과 생명공학의 급속한 발전을 이끌어냈고, 베르너 아버, 해밀턴 스미스, 대니얼 네이선스는 공로를 인정받아 1978년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다. 폴 버그 또한 DNA 재조합 기술에 대한 공로를 인정받아 1980년 노벨 화학상을 수상하였다.
지금까지 약 3000여종의 230 가지의 다른 DNA 염기서열을 인식하는 제한 효소가 발견되었고, 대부분은 세균으로부터 유래하였다. 하지만 바이러스나 고세균, 진핵생물에서 제한 효소가 발견되기도 한다.
미나마타 병
신일본 질소 주식회사(新日本窒素株式会社, 현재는 JNC로 사명 변경) 혹은 줄여서 칫소(ちっそ, Chisso)는 미나마타 시에 1908년 화학 공장을 처음 설립하였다. 초기에는 비료를 생산하였으나 아세틸렌, 아세트알데히드, 아세트산, 염화비닐, 옥타놀 등의 생산으로 사업을 확장하면서 공장은 일본 화학 산업의 전국적인 성장에 기여하였다. 제2차 세계 대전을 전후하여 미나마타 공장은 일본에서 가장 앞서게 되었다. 이러한 화학 물질들의 생산 결과로 발생한 폐기물들은 공장 폐수를 통하여 미나마타 만으로 흘러나가게 되었다. 이러한 오염 물질들은 환경에 영향을 끼쳤다. 어업은 감소된 수확량에 의하여 타격을 받았고 회사는 어업 조합에게 1926년과 1943년 두 차례 손해배상 합의서를 작성해줬다.
염산
염산은 800년경 연금술사 게베르(Jabir ibn Hayyan, )가 소금과 황산을 반응시키는 과정에서 처음 발견되었다. 게베르는 염산 이외에도 다른 많은 물질들을 발견하고, 20권이 넘는 자신의 책에 기록하였다. 그 중에서도 염산과 질산을 혼합한 왕수는 금까지도 녹일 수 있어서 현자의 돌을 찾으려 하던 연금술사들이 많은 관심을 보였다.
균학
효모는 세포 수준의 생물학에서 모델 생물의 첫 번째 본보기로 간주해도 좋을 것이다. 호흡 및 효소에 대한 생화학 분야는 여기에서 시작된다. 이어 가 유전학 연구에서 이용되면서 유명해졌다. 그 이후에도 기초 생물학의 여러 분야는 미생물을 모델로 사용하여 왔으나, 오히려 균류보다 더 작고 단순한 미생물이다 박테리아류나 바이러스가 분자 생물학이나 유전학의 모델로 사용되는 것이 많아졌다. 그러나 이러한 생물은 원핵 세포이며 우리와 같은 진핵 세포가 아니므로 가장 다루기 쉬운 진핵 생물로 균류가 사용되는 예는 많다. 자주 사용되는 것은 신진 효모 Saccharomyces cerevisiae와 분열 효모 Schizosaccharomyces pombe이다.
생화학의 역사
1897년에 에두아르트 부흐너는 살아있는 효소 세포가 없더라도 당을 발효시키는 효모 추출물의 능력에 대해 연구하기 시작했다. 베를린 훔볼트 대학교에서 행해진 일련의 실험에서 부흐너는 혼합물에 살아있는 효모 세포가 없을 때에도 당이 발효된다는 것을 발견했다. 부흐너는 설탕을 발효시키는 효소를 "치메이스(zymase)"라고 이름지었다. 부흐너는 "생화학 연구와 무세포 발효의 발견"에 대한 공로로 1907년에 노벨 화학상을 수상했다. 부흐너의 예를 따라 효소는 일반적으로 그 효소가 수행하는 반응에 따라 명명된다. 보통 접미사 "-ase"는 기질의 이름 뒤에 붙이거나(예: 락테이스는 락토스(젖당)분해효소이다), 반응의 유형(예: DNA 중합효소는 DNA 중합체를 형성한다)에 따른다.
미하엘리스-멘텐 속도론
미하엘리스-멘텐 속도론(Michaelis–Menten kinetics)은 생화학분야에서 가장 잘 알려진 효소와 반응속도론에 관한 모델 중 하나이다. 기질 농도에 따른 효소의 초기 반응속도의 그래프를 대수적으로 나타내는 방법이다. 방정식의 이름은 독일의 생화학자 리어노어 미하엘리스와 캐나다의 의사 모드 멘텐에서 따온 것이다.
히스톤
히스톤은 1884년, 알브레히트 코셀에 의해 발견되었다. "히스톤"이라는 단어는 19세기 후반부터 사용되었으며, 어원은 명확치 않으나 아마도 그리스어 "histanai" 나, "histos"에서 유래되었을 독일어 "Histon"의 형태로 최초로 사용되었다. 1990년대 초반까지, 히스톤은 핵 DNA를 응축하는 물질일 것이라고만 생각되었으나, 1990년 초반부터 히스톤이 DNA의 발현을 조절한다는 것이 발견되었다.
마그네슘
마그네슘은 1618년 영국 서리주 엡솜의 한 우물에서 나오는 쓴맛의 물에서 처음 그 존재가 인지되었으며, 나중에 성분이 황산 마그네슘인 것으로 밝혀졌고, 1755년에는 스코틀랜드의 조지프 블랙이 마그네슘을 원소로서 판명하였다. 1808년에는 영국의 험프리 데이비가 산화 마그네슘과 산화 수은의 혼합물을 전기분해하여 얻은 아말감에서 수은을 증발시켜 최초로 마그네슘을 분리하였다. 최초에 데이비가 제안한 명칭은 마그늄()이었으나, 현재는 마그네슘이라는 이름이 쓰이고 있다. 참고로 마그네슘이라는 이름은 그리스 테살리아 지방의 마그네시아에서 나는 마그네시아석의 이름에서 유래하였다. 1828년에는 프랑스의 앙투안 뷔시가 염화 마그네슘(MgCl)을 칼륨으로 환원시켜 분리하였다. 1833년에는 영국의 마이클 패러데이가 용융된 무수 염화 마그네슘을 전기분해하여 액체 마그네슘을 생산하는 방법을 개발하였다. 이를 바탕으로 1852년에는 독일의 로베르트 분젠이 전기분해 방식을 더 발전시켰으며, 1886년에는 독일에서 최초로 상업적인 생산이 가능해졌다. 제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 때는 군용기와 소이탄 등에 마그네슘 합금이 사용되었다.
원 헬스
수의사이자 역학자 이기도 했던 이탈리아 의사 지오반니 마리아 란시시(1654-1720)는 외부의 환경이 질병전파에 미치는 영향에 관심이 많았다. 란시시는 모기장사용이 말라리아를 예방할 수 있는 방법이라고 주장한 첫번째 학자로 알려져 있으며, 우역예방에도 두각을 보였다.
이후 사람, 동물 그리고 환경의 건강이 하나로 연결되어있다는 원헬스 개념은 프랑스혁명당시 공중위생학을 발전시킨 Louis-René Villerme (1782–1863) and Alexandre Parent-Duchâtelet[fr] (1790–1835)에 의해 재조명을 받았다.
늦은 19세기, 독일인 의사이자 병리학자인 Rudolf Virchow(1821-1902)는 인수공통전염병(Zoonosis)라는 용어를 만들고 "...인의학과 수의학 사이에는 구분선이 없다. 그리고 있어서도 안된다." 라고 말했다. 캐나다인 의사 Willam Osler(1849-1919)는 Virchow와 함께 공동연구를 하기위해 독일로 건너갔다. 그는 캐나다로 돌아온 뒤, McGill 의과대학과 Montreal 수의과대학의 공동교수로 활동했다. 그는 임상병리학자이자 Montreal General Hospital의 내과의사였지만 수의학의 발전에도 상당한 공헌을 했다. 일례로 1878년 퀘벡주근처에서 발생한 Swine typhoid 발생당시에 연구를 도왔으며, 이후에는 몬트리올 수의과대학생 A.W. Clement와 몬트리올 돼지의 기생충에 대한 논문을 공동저술하기도 하였다.
1947년, 수의사 James H. Steele는 미국CDC 에 수의공중보건학(Veterinary Public Health) 부서를 설립함으로서 인의학과 수의학이 밀접한 연관이있다는 원헬스개념을 더 발전시켰으며, ‘One Health One Medicine'이라는 슬로건은 '인간의 건강과 수의학'이라는 책을 저술한 수의역학자이자 기생충학자인 Calvin Schwave(1927-2006)에 의해 사람들에게 알려졌다.
존 하워드 노스럽
존 하워드 노스럽(, 1891년 7월 5일 ~ 1987년 5월 27일)은 미국의 생화학자이다. 1946년에 순수 형태의 효소 및 바이러스 단백질을 제조·연구한 공로로 제임스 B. 섬너, 웬들 메러디스 스탠리와 함께 노벨 화학상을 수상했다.
다니엘 네이선스
다니엘 네이선스(, 1928년 10월 30일 ~ 1999년 11월 16일)는 미국의 미생물학자이다. 1978년에 제한 효소의 발견과 분자유전학에 이를 응용한 공로를 인정받아 베르너 아르버, 해밀턴 O. 스미스와 함께 노벨 생리학·의학상을 수상했다.
염소 (원소)
1809년 게이뤼삭(Joseph Louis Gay-Lussac)과 테나르(Louis-Jacques Thénard)는 셸레가 발견한 물질을 목탄에 반응시켜 그 안에 포함된 산소가 목탄 속의 탄소와 반응하여 일산화탄소를 생성시키고, 원소 상태의 '무리아티큠'을 남기는 실험을 했다. 그러나 그들은 이 실험에 실패한 후, '플로지스톤을 잃은 무리아틱 산'이 원소일지도 모른다고 생각했다. 이는 1810년 험프리 데이비가 같은 실험을 반복하여 증명했다. 또, 데이비는 염소에 그리스어로 녹황색을 뜻하는 χλωρος (chlōros)에서 이름을 따 영어로 'Chlorine'이라는 이름을 붙였다. 1811년 요한 슈바이거(Johann Salomo Christoph Schweigger)가 염소를 일컫는 말로 '할로젠'을 사용하였으나, 이후 1842년 베르셀리우스의 제안으로 염소와 17족에 있는 플루오린,브로민,아이오딘도 함께 지칭하는 말로 사용하게 되었다. 마이클 패러데이는 1823년 최초로 염소를 액화시키는데 성공했다.
수소
수소 기체를 개별적인 물질로 처음 인식한 것은 헨리 캐번디시였다. 그는 1766년 금속-산 반응에서 나오는 기체를 “인화성 공기”로 확인했고,1781년에는 그 기체를 연소시키면 물이 생김을 발견했다. 헨리 캐번디시는 보통 수소의 발견자로 인정받는다. 그 뒤 1783년에 앙투안 라부아지에가 피에르시몽 라플라스와 함께 수소가 연소되면 물이 생긴다는 캐번디시의 발견을 재현한 뒤 원소에 수소라는 이름을 붙였다.
칼 빌헬름 셸레
칼 빌헬름 셸레(, 1742년 12월 19일 ~ 1786년 5월 21일)는 스웨덴의 화학자이다. 산소를 가장 먼저 발견한 것으로 알려져 있다.
발효
"발효(ferment)"라는 단어는 끓이다는 뜻의 라틴어 동사인 "fervere"에서 파생되었다. 발효라는 말은 14세기 후반에 연금술에서 최초로 사용된 것으로 생각되지만, 넓은 의미에서의 사용에 한정된다. 발효라는 말은 대략 1600년대까지 현대 과학적인 의미로는 사용되지 않았다.
중합효소 연쇄 반응
PCR법에 대한 발상은 1983년에 캐리 멀리스(K. Mullis)에게서 처음 나왔다. 그는 초창기 생명공학 회사였던 시터스(Cetus)의 연구원이었으며 우연히 PCR법을 고안해서 발표하게 된다. 처음 멀리스는 여러 저명한 과학 저널에 PCR법을 투고했으나 채택되지 않았고 실제로 논문은 1987년에 처음 게재된다. 시터스사는 중합효소의 종류를 바꾸는 등, 해당 기술을 개량하고 발전시켜 큰 성공을 거두게 되지만 이후 PCR 기술 자체가 뒤퐁(DuPont)사나 로슈(Roche)사, 프로메가(Promega)사가 연관된 여러 특허 분쟁을 일으키게 된다. 현재는 1992년에 특허권을 획득한 제약 회사 로슈사에 PCR법의 특허가 있다. 개발자 멀리스는 PCR법을 고안한 공로로 1993년 노벨 화학상을 수상한다. 현재는 PCR법도 더욱 다양한 응용 기술이 개발되었다. 이러한 응용 기술로는 역전사 효소를 이용해서 RNA를 직접 증폭시키는 역전사-PCR이 대표적이며, 이외에도 형광 물질을 붙여서 PCR을 진행하며 관측되는 정량적인 변화를 이용하여 원래 DNA나 RNA의 양을 정확히 측정하는 정량적 PCR(qPCR) 또는 실시간 PCR(Real time PCR), 한번에 수많은 PCR을 동시에 시행하는 대용량 PCR 같은 여러 방법이 있다.
원소 (화학)
근대에 와서 영국의 과학자 돌턴이 원으로 된 원소기호를 고안하였고, 그 뒤 베르셀리우스가 오늘날 쓰이는 기호를 처음 제안하였다. 다음은 베르셀리우스의 원소 이름 붙이기 규칙이다.
설탕의 역사
1813년 영국의 화학자 에드워드 찰스 하워드(Edward Charles Howard)는 개방된 용기가 아닌 밀폐된 용기에서 증기로 사탕수수 추출액을 가열하고 부분적인 진공 상태로 유지되는 설탕 정제 방법을 발명했다. 압력을 감소시키면 물은 더 낮은 온도에서 끓기 때문에, 이러한 방식은 연료를 절감시켰고, 캐러멜화로 소실되는 설탕의 양을 감소시켰다. 미국의 기술자 노버트 릴리외(Norbert Rillieux)에 의해 설계된 다중효용 증발기(multiple-effect evaporator)는 연료 효율성을 더욱 향상시켰다. 다중효용 증발기는 일련의 진공솥으로 구성되어 있으며, 이전의 진공솥보다 낮은 압력으로 유지된다. 각 솥의 증기는 최소한의 열을 소모하면서 다음으로 열을 공급한다. 현대 산업은 물을 증발시키기 위해 다중효용 증발기를 이용한다.
합성생물학
2000년 샌프란시스코에서 열렸던 미국화학회에서 에릭 쿨(Eric Kool) 박사 등에 의해 합성생물학이라는 용어가 처음 사용되었다. 그들은 합성을 통해서 만들어낸 비자연적, 인공적인 유기 물질이 생체 내에서 제대로 기능을 수행할 수 있도록 하는 연구를 하면서 이것을 합성생물학 분야라고 정의하였다. 2003년 미국 매사추세츠공과대학에서 열린 합성생물학대회에서 죽으면 바나나 향을 나는 세균과 오염물질의 냄새를 맡아 경보시스템을 작동시키는 박테리아 등 합성한 유전자를 사용한 새로운 미생물들을 선보인다. 2004년 같은 곳에서 국제학술대회 ‘합성생물학 1.0(Synthetic Biology 1.0)’이 개최된다. [3] 그 이후 동년 8월 미국 UC버클리에 '합성생물학과'가 설치되었으며, 2006년에 미국 UC 버클리에서‘합성생물학 2.0(Synthetic Biology 2.0)', 2007년에 스위스 취리히에서 ‘합성생물학 3.0(Synthetic Biology 3.0)', 그리고 2008년‘합성생물학 4.0(Synthetic Biology 4.0)이 홍콩에서 개최되었고, 2011년에는 미국 스탠포드 대학에서 5번째 회의를 가질 예정이다. 2007년 9월 하버드 의대 연구자들은 이런 유전공학 기술을 통해 성공적으로 효모세포에서 DNA를 기초로 한 기억 회로(memory loop)를 합성, 학술지 ‘Genes and Development’ 9월 15일자 온라인 판에 발표한다. 2010년 5월, 크레이그 벤터(J. Craig Venter)박사의 연구팀은 마이코플라즈마 마이코이즈(Mycoplasma mycoides)라는 박테리아 유전자 전체를 인공합성한 후, 마이코플라스마 카프리콜룸(Mycoplasma capricolum) 박테리아에 주입하는데 성공한다. 미국의 사이언스(Science)지는 크레이그 벤터 박사의 연구그룹이 화학합성 유전체에 의해 조절되는 인공 세포를 창조했다고 소개한다. 같은 날, 영국의 네이처(Nature)지는 곧바로 벤터 박사의 합성세포(synthetic cell)에 대한 8명의 전문가 의견을 실어 전 세계적으로 합성생물학이 주목을 받는 계기를 마련한다. MIT가 주관하고 일반 대학생이 참가하는 iGEM(international Genetically Engineered Machine competition)대회도 해를 거듭할수록 국제적 관심이 증폭되어 참가인원이 늘고 있다.
효소
1926년에 제임스 섬너가 유레에이스(urease)를 결정형으로 순수하게 분리하는 데 성공하였다. 1930년대에 들어 존 놀쓰롭과 웬델 스탠리가 소화 효소인 펩신과 트립신, 키모트립신을 연구하던 중 순수한 단백질이 효소가 될 수 있음을 증명하였다. 이 세 학자는 1946년에 화학분야에서 노벨상을 수상하였다.[6]
일산화 이염소
일산화 이염소()는 염소와 산소로 이루어진 화합물이다. 분자식은 ClO이다. 아산화 염소(), 하이포아염소산 무수물() 등으로 불리기도 한다. 1834년 앙투안 제롬 발라르에 의해 하이포아염소산을 무수 질산 칼륨으로 탈수하여 처음으로 합성되었다.
DNA
스위스 프리드리히 미셔(Friedrich Miescher)가 1869년 처음 발견했다. 세포의 핵(nucleus) 안에서 발견했기 때문에 처음에는 뉴클레인(nuclein)이라고 명명했다.[1] DNA가 처음 발견되었을 때는 DNA가 아닌 단백질이 유전물질일 것으로 추정되었다. (참고: 단백질은 유전형질을 결정하나 단백질을 설계한 정보를 암호화하여 저장하고있는 것은 DNA이므로 위의 추정은 훗날 거짓으로 밝혀진다.)
1유전자 1효소설
1유전자 1효소설(一遺傳子一酵素說, )은 1941년에 조지 웰스 비들(George Beadle, 1903년 10월 22일 - 1989년 6월 9일)과 에드워드 로리 테이텀(Edward Tatum, 1909년 12월 14일 - 1975년 11월 5일)이 붉은빵곰팡이(곰팡이의 일종)를 이용한 실험을 통해 유전자가 효소의 합성에 관여한다는 이론이다. 이 이론은 유전자가 단백질 합성과 밀접한 관련이 있다는 것이 대한 실마리를 제공하였으며 1유전자 1단백질설, 1유전자 1 폴리펩타이드설로 발전되었다.
근대 화학의 성립
1781년 조지프 프리스틀리는 수소와 산소의 혼합물을 폭발시키면 기체가 모두 소비되어 나중에는 물방울만 남는다는 사실을 발견하였다. 헨리 캐번디시는 이 실험을 되풀이하여 물은 산소 1.00부피와 수소 2.02부피의 결합으로 이루어져있다는 사실을 밝혀냈다. 이 실험은 물이 원소가 아님을 증명하는 결정적인 증거로, 고대 그리스 시대부터 받아들져 오던 원소설이 무너지게 되었다. 라부아지에는 이러한 실험 결과로부터 물이 화합물이라고 생각하게 되었다. 라부아지에는 원소 정의를 새롭게 하여, 그 당시 실험으로 더 이상 분해되지 않았던 수소와 산소를 원소로 규정하였다.
PH 미터
1934년 10월, 아널드 오빌 베크먼(Arnold Orville Beckman)은 pH 측정을 위한 완전한 화학 기구에 대한 최초의 특허를 등록하였으며, 이 특허는 구체적으로 미국 특허 번호 2,058,761로서, 나중에 pH 미터로 이름을 바꾸게 된다. 베크먼은 화학 조교수로서 캘리포니아 공과대학교에서 프로토타입을 개발했는데, 이는 선키스트 그로워스(선키스트)의 레몬 주스의 산성도를 정확하고 빠르게 측정할 수 있는 방식을 요청받은 것에서 기인한다.
분자 미식학
분자물리 요리학(molecular and physical gastronomy)이라는 용어는 1998년 헝가리 출신의 물리학자 니콜라스 커티(Nicholas Kurti)와 프랑스의 물리화학자인 허브 티스(Herve This)에 의해 창안되었다. 이 용어가 공식적으로 처음 등장한 것은 1992년, 이탈리아의 에리스(Erice)에서 열린, 과학자들과 전문적인 요리사들이 전통적인 요리과정 내에 있는 과학에 대해서 토론을 나누는 과학과 요리학(Science and Gastronomy)이라는 워크샵의 이름으로 채택되면서였다. 그 이후, 이를 줄인 분자 요리학(Molecular Gastronomy)이 커티와 티스가 만들어낸, 전통적인 요리방법 내에 있는 과학을 탐구하는 방법의 이름으로 자리잡게 되었다.
화학사
근대 화학의 기초를 구축한 사람은 라부아지에였다. 그는 연소가 사실은 물질이 산소와 결합하는 현상이라는 것을 알고 플로지스톤설을 부정하였다. 또한 그는 연구에서 정량적인 방법을 사용하여 질량 보존의 법칙을 형식화하였다. 18세기 말에 들어서 라부아지에의 이론은 대부분의 화학자들에게 채택되었다. 이후 영국에서는 산업 혁명이 일어나 근대적인 화학공업이 발전하는 계기가 되었다.
수소 가설
수소가설은 1998년 윌리엄 마틴과 미클로스 뮐러가 공동 연구에 착수해 네이처에 소개한 파격적인 가설로, 미토콘드리아가 아케조아(Archezoa)의 세포 내 공생체라는 주류적 시각과는 다르게, 두 세포의 공생에 의한 최초의 진핵생물로의 진화를 설명하는 가설이다.수소가설은 생화학적인 관점으로 진핵생물로의 진화를 설명하는데 이는 다른 세포 내 공생설의 견해들과는 구조가 다르다. 세포 내 공생설의 견해에 따르면, 핵은 가지고 있었지만, 미토콘드리아가 없었던 원시 무(無) 미토콘드리아 진핵생물(아케조아)이 다른 원시 박테리아에게 둘러싸여 진핵생물로의 진화를 이루었다.
세균
세균(細菌) 또는 박테리아()는 생물의 주요 분류군이다. 세포소기관을 가지지 않은 대부분의 원핵생물이 여기에 속한다. 원핵생물 중에서 고세균이 세균과 다른 계를 이루고 있다는 것이 최근에 밝혀졌다. 이를 엄밀하게 구분하기 위해 진정 세균(眞正細菌, eubacteria)이라는 말을 쓰기도 한다. 세포벽은 펩티도글리칸 구조이며 세포벽의 형태에 따라 그람 양성세균과 그람 음성세균으로 구분한다. 박테리아라는 이름은, 우측 사진에 있는 바실러스 박테리아의 모양을 보면 쉽게 이해할 수 있듯, '작은 막대기'라는 뜻의 고대 그리스어 박테리온()에 비롯되었다. 박테리아는 현미경을 발명한 네덜란드의 안톤 판 레이우엔훅(대한민국에서는 '레벤후크'라는 이름으로 더 널리 알려져 있다)이 1676년에 처음으로 관찰한 것으로 알려져 있다.
페로세륨
페로세륨은 1903년 오스트리아의 화학자인 카를 아우어 폰 벨스바흐가 발명하였으며, 페로세륨이란 이름은 이 합금을 만드는데 사용되는 철 ()과 희토류 원소인 세륨의 이름에서 따왔다. 페로세륨의 발화효과는 합금의 단단하지 않음과 더불어 낮은 자연 발화 온도에 기인한다.
효모
실험실에서 배양이 쉽고 번식력이 강하다는 점과, 대장균보다 고등한 생물이라는 점 때문에 생물학과 유전공학에서도 중요한 실험체로 많이 쓰이고 있다.효(酵)는 술밑을 뜻하는 한자이다. 모든 문화권의 고대 시기부터 술을 만들 때 효모를 이용해 왔음이 알려져 있다. 효모를 뜻하는 영어 는 고대 영어 gyst로부터 유래되었으며 '끓는다'는 뜻이 담겨 있다. 술을 만들 때 생기는 거품 때문에 붙은 이름이다.
상분
중국 송나라의 호계종이 고사성어를 집대성한 책인 서언고사(書言故事)에 따르면, 남북조 시대의 이름난 효자인 유검루(庾黔縷)란 사람이 있었는데, 평소 호랑이가 그 효성에 감동하여 그가 다니는 곳에는 나타나지 않을 정도였다. 그가 잔릉(棧陵)에서 현령(縣令)으로 근무할 때, 아버지의 병환소식을 듣고, 급히 고향으로 달려가니, 의원이 변의 맛을 보아야 정확한 진찰이 가능하다고 말했다. 이에 유검루가 주저 않고 손가락으로 변을 찍어 맛을 보니, 단 맛이 나는 것이 심상치 않았다. 그의 아버지는 이질을 앓고 심한 설사를 하고 있던 참이었다. 그는 이후로 매일 북극성에 빌어 아버지의 쾌유를 빌었으나, 하늘의 소리가 이르길, 아비의 수명이 다했으나, 효심을 보아 한달만 수명을 연장케 해주겠다고 하였다. 하늘의 말대로 그의 아버지는 한 달후에 죽었고, 유검루가 3년간 상을 치렀다. 이 때부터 변을 맛봄(嘗糞)이 지극한 효성을 뜻하게 되었다.
리보자임
1981년 리보자임의 발견 이전에, 화학반응을 촉매하는 것으로 정의된 효소는 유일한 생체학적 촉매였다. 즉, 단백질이 모두 효소는 아니지만 존재하는 효소는 모두 단백질이라는 것이 정설이었다. 그 이전인 1967년에, 칼 우즈 프랜시스 크릭, 그리고 레슬리 우겔은 RNA가 복잡한 이차구조를 형성할 수 있다는 발견에 기원하여 RNA가 효소로서 기능할 수 있음을 처음으로 제안하였지만 실제적으로 이러한 RNA 분자가 발견된 것은 1980년대에 이르러서였다.
첫 번째 리보자임은 1980년대 토마스 체크에 의해 발견되었다. 이들은 섬모를 갖는 원생동물의 일종인 테트라히메나의 rRNA 연구과정에서, 테트라히메나의 rRNA 유전자 안에서의 인트론의 삭제에 대해 연구하고 있었다. RNA에서 필요없는 부분은 잘리고 필요한 부분만을 남기는 자가이어맞추기(self-splicing) 반응에 대한 효소를 정제하려는 시도 중에, 그는 다른 어떤 추가된 세포 추출이 없이도 인트론이 이어붙여질 수 있음을 발견했다. 체크와 그의 동료들은 이어맞추기반응과 관련된 어떤 단백질도 찾을 수가 없었다. 많은 연구 후에, 체크는 rRNA가 되기 전 물질인 rRNA전구체에서 단백질 촉매의 도움 없이 인트론(비암호화서열)이 절단되고 나머지 엑손의 양단이 결합되는 것을 발견하였다. 즉 RNA는 단백질 촉매의 도움 없이 스스로를 분해하고 이어맞춘 자가이어맞추기를 한 것이다. 이러한 자가이어맞추기를 하는 RNA를 자가이어맞춤 RNA 인트론이라 하였다. RNA가 스스로를 변형시킨다는 발견은 이전에 촉매는 단백질 뿐이라는 정설을 뒤집는 새로운 발견이었다. 뿐만 아니라 rRNA에서 절단되어 나온 인트론은 후에 변형되어 ‘L-19IVS‘라 불리는 RNA 분자로서 이것은 자기자신이 아닌 다른 RNA 분자, DNA 분자, 그리도 다른 생체분자에서의 반응을 촉매하는 것으로 밝혀졌다. 즉, 자기자신의 반응을 촉매하는 RNA 분자와 자신 외의 다른 물질의 반응을 촉매하는 RNA 분자가 모두 발견되었다.
세베로 오초아
세베로 오초아 드 알보르노즈(, , 1905년 9월 24일 ~ 1993년 11월 1일)는 스페인의 분자생물학자이다. 생물체의 에너지대사 과정에서 고에너지 인산이 담당하는 작용에 대해 연구하다가 RNA 합성을 촉진하는 기능을 지닌 효소를 발견했다. 이 효소의 발견은 DNA의 유전정보들이 RNA를 통해 특정한 단백질로 발현되는 과정을 이해하는 데 중요한 계기가 되었으며, 오초아는 이 효소를 이용하여 1955년 시험관에서 RNA를 합성하는 데 성공했다. DNA와 RNA의 합성에 관여하는 효소를 찾아낸 공로로 1959년 콘버그와 함께 노벨 생리학·의학상을 받았다.
생화학의 역사
19세기에 효모에 의한 알코올 발효를 연구했을 때, 루이 파스퇴르는 발효가 발효소(ferment)라고 불리는 효모 세포 내에 포함된 생명력에 의해 촉매된다고 결론짓고, 이러한 일이 살아있는 생명체 내에서만 가능하다고 생각했다. 파스퇴르는 "알코올 발효는 세포의 죽음이나 부패가 아닌 효모 세포의 생명 및 조직과 상호연관된 작용이다."라고 기록했다.
세륨
1803년 스웨덴의 화학자 옌스 야코브 베르셀리우스와 빌헬름 힌싱게르가 독자적으로 세륨을 발견하였다. 세륨이라는 이름은 1801년 발견된 왜행성 세레스의 이름을 따 베르셀리우스가 이름 붙인 것이다. 이와 별도로 독일의 화학자 마르틴 하인리히 클라프도 독자적인 연구를 통해 세륨을 발견하였다.
복소수
역사적으로 음수의 제곱근이 최초로 나타난 것은, 서기 1세기 그리스의 수학자이자 발명가인 알렉산드리아의 헤론이 피라미드의 절단에 대한 부피를 계산할 때이다. 좀 더 명확히 나타난 때는 타르탈리아나 제롤라모 카르다노와 같은 16세기 이탈리아 수학자들이 삼차와 사차 다항방정식의 근에 대한 공식을 발견할 때이다. 그 당시의 수학자들은 이 공식들에서 실수해만을 구하려고 하였지만 그 과정에서 음수의 제곱근이 다루어지는 과정이 필요함을 곧 알 수 있었다. 그 당시에는 음수에 대한 이해도 부족했으므로 복소수는 수로서 인정되지 못했다.
사원소설
17세기 영국의 화학자 로버트 보일은 아리스토텔레스의 4원소설이나 연금술사들의 3원소설은 물질 그 자체를 말하는 것이 아니라 그 성질을 추상적으로 생각한 것에 불과하다고 생각했다. 보일은 자연계의 모든 물체를 구성하는 근원 물질은 단지 1종류뿐이며 이것을 보편물질이라고 하였다. 이 보편물질은 자기의 운동에 의해 분해되어 다양한 크기의 원시적 미립자를 형성하게 되고, 미립자들이 다시 모여 물질을 구성하게 된다고 생각했다. 이러한 입자철학을 바탕으로 하여, 공기의 탄력을 설명하고 유명한 ‘보일의 법칙’을 발표하였다.
라부아지에는 잘못된 플로지스톤설을 부정하여 18세기 말 화학에서의 혁명을 일으켰다. 라부아지에는 1783년에 화학반응 전후에 있어서 반응물의 총질량과 생성물의 총질량이 변함이 없다는 질량불변의 법칙과 물질의 연소와 산화는 모두 물질과 산소의 결합이라고 발표하였다.
1789년 간행된 '화학의 원리'에서 라부아지에는 보일이 제시한 방법에 의한 원소를 다시 한 번 정의하면서 이미 발견돼 있던 기체의 일종이라던 '산소'를 독립된 원소인 것으로 확인하고, 같은 방법으로 수소, 질소 등 여러 가지 기체 원소들을 확정지을 수 있었다. 또 같은 방법으로 그는 33종의 근대적 원소를 확정하여 후세에 근대적 원소 개념과 그 대표적 예를 제시하였다.
에두아르트 부흐너
부크너의 실험은 살아있지 않은 효모 추출물이 실제로 당을 발효시킴을 입증하였다. 그 당시에는 생기론에 의해 발효에는 살아있는 생명이 필요하다고 여겨졌었다. 건조효모를 갈아서 가루로 만들고 당과 함께 넣어 며칠 뒤, 이산화탄소가 생성됨을 확인하였다. 실험에 실제 살아있는 효모는 없었다. 부크너는 발효가 효모 내부에서 진행되는 것이 아니라, 특정 단백질을 분비하여(효소) 일어나는 것이라고 가설을 세웠으며, 이는 실제로 그러하다.
생화학의 역사
"물질대사(metabolism)"라는 용어는 "변화(change)" 또는 "바꿈(overthrow)"을 의미하는 그리스어 "Μεταβολισμός – Metabolismos"에서 유래되었다. 물질대사에 관한 과학적 연구의 역사는 800년 전까지 거슬러 올라간다. 초기 물질대사에 관한 연구는 다마스쿠스의 이슬람 학자인 이븐 알 나피스(Ibn al-Nafis)에 의해 13세기에 시작되었다. 알 나피스는 자신의 가장 유명한 작품인 《독학 신학(Theologus Autodidactus)》에서 "신체와 모든 신체의 부분들은 지속적인 영양분 공급, 분해 상태가 되어 영구적인 변화가 불가피하다"라고 언급했다. 비록 알 나피스가 생화학적 개념에 관심을 가진 최초의 의사였지만, 사람의 물질대사에 대한 최초의 통제 실험은 1614년 산토리오 산토리오가 《의학 기준(Ars de statica medecina)》이란 책으로 발표했다. 이 책에서 산토리오는 식사, 수면, 일하기, 성관계, 금식, 음주, 배설하기 전후의 자신의 체중이 어떻게 변하는지 설명하고 있다. 산토리오는 섭취한 음식의 대부분이 그가 "불감증산(insensible perspiration)"이라 불렀던 것을 통해 소모된다는 것을 발견했다.
효모
효모(酵母, 누룩)는 균계에 속하는 미생물로 약 1,500 종이 알려져 있다. 뜸팡이라는 이름으로도 부른다. 대부분 출아에 의해 생식하나 세포 분열을 하는 종도 있다. 크기는 대략 3~4 마이크로미터로 하나의 세포로 이루어진 단세포 생물이다. 흔히 빵이나 맥주의 발효에 이용된다. 효모를 처음으로 관찰하고 분리·배양한 사람은 1680년에 맥주효모를 발견한 네덜란드의 현미경 발명자 레벤후크(Leeuwenhoek)이다.
수소
수소는 제임스 듀어에 의해 재생식 냉각법과 그의 발명품인 진공 보온병을 이용해 1898년 처음 액화되었다. 그는 그 다음 해에 고체 수소도 만들었다.
발효
1850년대와 1860년대에 루이 파스퇴르가 슈반의 실험을 반복하고, 일련의 연구를 통해 발효가 생물에 의해 개시된다는 것을 보여준 것이 발효 연구의 전환점이었다.[21][36]:6 1857년에 파스퇴르는 젖산 발효가 생물에 의해 일어난다는 것을 보여주었다.[37] 1860년에 파스퇴르는 세균이 우유의 산성화를 일으킨다는 것을 보여주었다. 이전에는 우유의 산성화가 단지 화학적인 변화일 뿐이라고 생각되었었다. 그리고 미생물이 식품 손상을 일으킨다는 것을 확인한 파스퇴르의 연구는 저온살균법(pasteurization)을 이끌어냈다.[38] 프랑스의 양조 산업의 발전을 위해 노력한 파스퇴르는 1877년에 《맥주에 관한 연구(Etudes sur la Bière)》라는 발효에 관한 유명한 논문을 발표하였고, 1979년에 《발효에 관한 연구(Studies on fermentation)》라는 제목으로 영어로 번역되었다.[39] 파스퇴르는 발효를 "공기가 없는 생명"이라고 정의했지만(현재의 관점에선 잘못된 정의),[40] 특정 유형의 미생물이 특정 유형의 발효 및 특정 최종 산물을 야기한다는 것을 정확하게 보여주었다.