최초로 효소라는 용어를 사용한 사람은 누구인가요?
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.
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.
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.
발효
발효는 분자에서 에너지를 추출하는 방법으로 모든 세균과 진핵생물에서 유일하게 공통적인 대사 방식이다. 따라서 발효는 산소가 없는 환경에 적합한 대사 과정으로 가장 오래된 대사 경로로 간주된다. 균류의 일종인 효모는 과일 껍질, 곤충과 포유류의 소화관, 심해에 이르기까지 미생물이 살아갈 수 있는 거의 모든 환경에서 발견되며, 당이 풍부한 물질을 에탄올과 이산화 탄소로 전환시키면서 에너지를 얻는다.
현대 화학
1934년 미국의 화학자 유리(Harold Clayton Urey)에 의해 중성자 한 개와 양성자 한 개가 결합한 원소가 발견되었고, 뒤이어 중성자 두 개와 양성자 한 개가 결합한 원소가 발견되었다. 유리는 이를 중수소와 삼중수소라고 명명하였다. 이에 따라 돌턴이나 아보가드로 시대의 원소 개념은 폐기되었다. 즉, 원소는 양성자의 수가 같은 입자나 입자들로 이루어진 물질이다. 이러한 정의에 따르면 수소 원자, 중수소 원자, 삼중수소 원자, 수소 이온, 그리고 수소 분자는 모두 다른 입자이지만 같은 원소로 이루어졌다.
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.
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.
네온
"Neon"이란 단어는 그리스어 "νέον" ("neon"; new one; 새로운 것)에서 유래하였으며, 1898년 영국 런던에서 화학자 윌리엄 램지(William Ramsay)와 모리스 트래버스(Morris Travers)가 발견하였다.
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.
말토스
말토스는 오귀스탱 뒤브룅포(Augustin-Pierre Dubrunfaut)에 의해 발견되었지만, 1872년 아일랜드의 화학자이자 양조업자인 코넬리우스 오설리번(Cornelius O'Sullivan)에 의해 확인되기 전까지는 뒤브룅포의 발견이 널리 받아들여지지 않았다. "말토스(maltose)"라는 이름은 "맥아(malt)"와 당과 다른 탄수화물의 이름에 사용되는 접미사 "-ose"의 결합에서 비롯되었다.
생물학의 역사
화학에서 한 가지 핵심 쟁점은 유기물과 무기물의 구분이었고, 특히 발효와 부패같은 유기적 변형의 경우 더욱 그러했다. 아리스토텔레스 이후로 이러한 과정들은 본질적으로 생물학적 과정으로 간주되어 왔다. 그러나, 프리드리히 뵐러, 유스투스 폰 리비히 및 라부아지에의 연구에 기반한 유기화학의 발전 분야의 다른 개척자들은 유기적인 세계는 종종 물리적인 방법 및 화학적인 방법으로 분석될 수 있음을 보여주었다. 1828년 뵐러는 유기물인 요소가 생명체 내에서가 아닌 화학적 수단에 의해 생명체 밖에서 만들어질 수 있음을 보여주었고, 생기론에 대해 강력한 도전장을 내밀었다. 1833년에 다이아스테이스를 시작으로 화학적 변환을 일으킬 수 있는 세포추출물(효소)이 발견되었다. 19세기 말에 이르러서 효소에 대한 개념이 확립되었으나, 20세기 초까지 효소 반응에서 화학 반응 속도론은 적용되지 않았다.
해당
해당과정을 이해하기 위한 첫 걸음은 19세기에 와인 산업에서 시작되었다. 경제적인 이유로 프랑스의 와인 업계는 왜 발효 과정에서 에탄올이 제대로 생성되지 않고 와인이 종종 맛없게 변질되는지를 조사하고자 했다. 프랑스의 과학자 루이 파스퇴르는 1850년대에 이 문제를 연구했으며, 파스퇴르의 연구 결과들은 해당과정을 밝혀내는 대장정의 시작이었다. 파스퇴르의 실험은 발효가 살아있는 미생물의 작용에 의해 일어난다는 것을 보여주었다. 발효시 혐기성 조건에 비해 호기성 조건에서 효모의 포도당 소비가 감소한다는 사실을 발견했다(파스퇴르 효과).
파스퇴르의 실험은 획기적이었지만, 해당과정의 구성 단계들에 대한 이해는 1890년대에 에두아르트 부흐너의 비세포 발효 실험을 통해 제공되었다. 부흐너는 생명이 없는 효모 추출액(추출액 속에 들어있는 효소의 작용을 통해)을 이용해서 포도당을 에탄올로 전환시키는 것이 가능하다는 것을 입증했다. 이 실험은 생화학에 혁명을 일으켰을 뿐만 아니라, 이 후의 과학자들이 보다 통제된 실험실 환경에서 해당과정을 분석할 수 있도록 해주었다. 일련의 실험들(1905년~1911년)에서 아서 하든과 윌리엄 영은 해당과정의 보다 많은 부분들을 밝혀냈다. 그들은 알코올 발효에서 포도당 소비에 대한 ATP의 조절 효과를 발견했다. 또한 해당과정의 중간생성물인 과당 1,6-이중인산의 역할을 밝혀냈다.
근대 화학의 성립
라부아지에는 실험을 통해 로버트 보일이 주장했던 원소의 개념을 보다 명확히 하여 ‘원소란 현재까지의 어떤 수단으로도 분해할 수 없는 물질’로 정의하였다. 따라서 원소는 잠정적인 상황일 수 있으며, 분해 기술이 발달하게 되면 화합물로 밝혀질 수도 있는 여지를 갖고 있었던 것이다. 라부아지에은 약 33종을 원소로 보았는데, 그 중에는 당시의 실험 수준으로는 분해할 수 없었던 산화물도 포함되어 있었다. 라부아지에가 주장한 원소는 과거 그리스 시대부터 내려왔던 원소와 매우 다르다. 그가 생각했던 원소는 추상적인 개념이 아니라 ‘화학 분석에 의해 도달할 수 있는 실체’였다.
생화학
5년 뒤 1833년 Anselme Payen는 아밀레이스라는 효소를 발견하게 되고, 생화학이 만들어지는 계기가 된다. 이 후 에두아르트 부흐너가 최초로 효모 내에서 이루어지던 알코올발효과정을 세포 밖에서 시연해 내었다. 일반적으로 생화학이라는 명칭은 1903년 독일의 화학자 Carl Neuberg에 의해 붙여졌다고 전해온다. 이는 오파린 가설과 밀러 실험으로 연결되는 화학진화 연구에 큰 영향을 미쳤다.
1903년 이전에는 생리성 화학(Physiological chemistry)이라고 불렸으며, 20세기 중반에 들어서면서 크로마토그래피, X-ray 회절, NMR 스펙트럼분석 등 다양한 분석 기술들이 개발되어 기술들을 활용하여 다양한 분자들을 발견했으며 해당과정과 Krebs 회로와 같은 많은 대사 경로를 밝혀 내었다.
분할복소수
1848년에 제임스 코클(, 1819~1895)이 분할복소수에 해당하는 대수 체계를 최초로 사용하였다. 코클은 이를 “실수 테사린”()이라고 불렀다. 코클은 원소 formula_2를 “불가능성”()을 나타내는 것으로 해석하였다. 이에 대하여, 코클은 다음과 같이 적었다.
파라켈수스
테오프라스투스 필리푸스 아우레올루스 봄바스투스 폰 호엔하임(Theophrastus Philippus Aureolus Bombastus von Hohenheim), 속칭 파라켈수스(, 1493년 ~ 1541년 9월 24일)는 문예부흥기 시대에 활동한 독일계 스위스 본초학자, 연금술사, 점성술사, 광의의 오컬티스트이다. 독물학의 원칙을 확립했으며, 고문(古文)에서 길을 찾기보다 자연을 관찰하는 혁명적 방법 전환으로써 오늘날의 의학 실행에까지 이어져오는 급진적 도전을 열어젖혔다. 또한 그는 아연을 발견해 그것을 "징쿰"("zincum")이라고 불렀다. 파라켈수스는 일부 질병은 정신적 고통에 그 뿌리가 있다고 최초로 주장했는데, 때문에 그를 정신의학의 선구자로 보기도 한다.
수크로스
"수크로스(sucrose)"라는 단어는 1857년 영국의 화학자 윌리엄 앨런 밀러(William Allen Miller)에 의해 처음으로 사용되었으며, 밀러는 프랑스어 단어 "sucre" (sugar를 의미함)와 당을 의미하는 일반적인 화학 접미사인 "-ose"를 결합해서 단어를 만들었다. 수크로스의 약어는 "Suc" 이다.
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.
생화학의 역사
생화학의 역사() 또는 생화학사(生化學史)는 생명의 구성과 과정에 관심이 많았던 고대 그리스 시대까지 거슬러 올라간다고 말할 수 있으나, 특정 과학 분야로서의 생화학은 대략적으로 19세기 초부터 시작되었다. 어떤 이들은 생화학의 시작이 앙셀름 파얜(Anselme Payen)이 1833년에 최초의 효소인 다이아스테이스(오늘날 아밀레이스라 불리는)의 발견일지도 모른다고 주장하는 반면, 또 다른 이들은 에두아르트 부흐너가 세포 추출물에서 복잡한 생화학적 과정인 알코올 발효를 최초로 증명한 것을 생화학의 탄생으로 여기기도 한다. 일부는 1842년의 유스투스 폰 리비히의 생리학 및 병리학에서 물질대사에 대한 화학적 이론을 제시한 유기화학에서의 영향력 있는 연구를 생화학의 시작이라 꼽기도 하며, 또는 보다 이른 시기인 18세기의 앙투안 라부아지에의 발효 및 호흡에 대한 연구를 생화학의 시작이라 보기도 한다.
유기 화합물
근대과학의 초기부터 유기 화합물과 생물은 밀접한 관계를 가진다. 18세기까지는 오늘날 말하는 유기물은 어떤 의미에서 생물의 부속물로서 취급되었다. 그래서 19세기 초의 생물학자 옌스 베르셀리우스는 17세기에서 18세기까지의 화합물 게오르그 에른스트 슈탈의 생기론 주장인 유기체 (생물) 체내에서밖에 제조될 수 없는 화합물의 개념에서 '유기물'이란 명칭을 처음 사용했다.
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.
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.
근대 화학의 성립
라부아지에는 원소를 ‘실험적으로 더 이상 분해할 수 없는 물질’로 규정하였는데, 돌턴은 원소가 더 이상 분해될 수 없는 이유는 바로 같은 종류의 원자들로 이루어져 있기 때문으로 보았다. 마치 사과 더미에서 사과를 나누어도 항상 사과이듯이 원소를 분해하여도 늘 같은 물질인 이유를 동일한 원자들의 모임으로 설명하였던 것이다. 돌턴은 원소라는 물질을 입자인 원자의 개념으로 설명한 최초의 과학자였다.
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.
분자 미식학
1988년, 옥스포드의 헝가리 물리학자 니콜라스 쿠르티와 INRA의 프랑스 화학자 에르베 티스가 '분자 물리 요리학'(Molecular and Physical Gastronomy)이라는 개념을 처음 만들었고, 이는 1998년 쿠르티가 사망한 뒤로 조금 더 간결한 용어인 '분자 요리학'(Molecular gastronomy)이라는 단어로 쓰이게 되었다.
후고 테오렐
악셀 후고 테오도르 테오렐(, ForMemRS, 1903년 7월 6일 ~ 1982년 8월 15일)은 스웨덴의 생화학자이다. 1955년에 산화 효소의 작용 방식과 성질에 대한 연구로 노벨 생리학·의학상을 수상했다.
리보뉴클레이스
리보뉴클레이스는 단백질 1차구조가 최초로 규명된 효소이다. 크리스천 앤핀슨은 리보뉴클레이스의 아미노산 서열과 생물학적으로 활성을 갖는 구조를 발견한 공로로, 스탠퍼드 무어, 윌리엄 하워드 스타인은 화학적 구조와 효소 활성 사이에 대한 이해를 높인 공로로 1972년 노벨 화학상을 수상하였다.
물질대사
초기에 물질대사 기작은 밝혀지지 않았고 어떤 힘이 살아있는 조직에 생기를 불어넣는다고 생각하였다. 19세기에 효모에 의하여 설탕이 알코올로 발효되는 것을 관찰한 루이 파스퇴르는 발효가 효모 세포 안에 있는 물질이 발효를 촉매 작용한다고 결론지었다. 그는 "알코올성 발효는 효모 세포의 죽음이나 부패가 아니라 삶과 연관된 활동이다"고 기술하였다. 이 발견과 1828년 프리드리히 뵐러의 요소의 화학적 합성에 대한 논문은 전적으로 무기 전구체만으로 유기 화합물 합성을 논한 중요한 발견이다. 이로써 세포에서 발견된 유기 화합물이나 화학 반응이 일반적인 화학 반응의 원리와 다를 것이 없음이 증명되었다.
오존
1785년, 네덜란드의 화학자 Martinus van Marum은 물 위에 전기 스파이크를 수반한 실험을 수행하던 도중 이상한 냄새를 맡았는데, 그는 이것을 전기 반응 때문인 것으로 보았고, 그가 오존을 만들어냈다는 것을 깨닫지는 못했다. 반 세기가 지나 크리스티안 쇤바인은 같은 신랄한 냄새를 맡았다. 1839년 그는 기체 물질을 분리해냈고 이를 "오존"(ozone)이라 명명했는데 이는 "냄새가 나는"을 뜻하는 그리스어 낱말 ozein (ὄζειν)에서 비롯된 것이다. 이러한 이유로 쇤바인이 일반적으로 오존을 발견한 것으로 인정된다. 오존의 공식 O은 1865년 Jacques-Louis Soret가 처음 결정하였고 1867년 쇤바인이 확증하였다.
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.
질산
글로버(Glauber)는 강한 황산으로 초석을 가열함으로써 오늘날에 쓰이는 질산을 얻는 과정을 고안하였다. 여기에 산소가 포함되어 있음을 증명한 앙투안 라부아지에가 1776년에 결정한 것이 실체였고 1785년 헨리 캐번디시가 이에 대한 구성을 결정하여 습기찬 공기를 통해 전기 불꽃을 내보내며 합성하는 것을 입증하였다.
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.
ACID
1983년 안드레아스 로이테르(Andreas Reuter)와 테오 해르데르(Theo Härder)는 ACID라는 용어를 만들면서 이를 기술했다.
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.
화학 혁명
18세기 중반 조세프 블랙이 "굳은 공기"(이산화탄소)를 발견하면서 사용한 세로운 실험 기법도 화학 혁명의 중요한 이정표가 되었다. 이 발견은 공기가 단일한 물질이 아니라는 것을 증명한 것으로써 특히 중요하게 다루어졌다. 이에 따라 이전에는 그저 공기라고 부르던 대상은 이제 여러 가지 기체로 나뉘어 불리게 되었다. 18세기 말 헨리 캐번디시와 조지프 프리스틀리는 공기가 단일한 원소가 아닌 몇 가지 기체의 혼합물임을 증명하였다. 19세기에 들어서면서 기체들은 산업적 요구에 부응하여 화학적 명명법에 따른 이름을 갖게 되었다.
키네이스
1954년 진 케네디(Gene Kennedy)가 카제인()을 인산화하는 간 효소를 발견하였다. 이 효소가 ATP를 이용하여 다른 단백질을 인산화하는 반응을 촉매하는 효소로서 최초로 기록된 것이다. 1956년에 에드먼드 피셔(Edmond H. Fischer)와 에드윈 크레브스(Edwin G. Krebs)는 가인산분해효소 a와 가인산분해효소 b 사이의 상호 변환이 인산화와 탈인산화에 의해 매개된다는 것을 발견하였다. 가인산분해효소 b로 인산기를 전달하여 가인산분해효소 a로 전환하는 인산화효소는 가인산분해효소 인산화효소로 명명되었다. 몇 년 후에 인산화효소를 통한 신호전달경로의 첫 예시로서 단백질 인산화효소 A(PKA)가 가인산분해효소 인산화효소를 인산화한다는 사실이 밝혀졌다. 또한 PKA가 글리코겐 합성효소()를 저해한다는 것이 알려졌으며, 이는 인산화를 통하여 저해 작용을 하는 최초의 예시이다. 1969년에 레스터 리드(Lester Reed)는 피루브산 탈수소효소가 인산화되어 불활성화된다는 것을 밝혀내어, 인산화가 글리코겐 대사뿐만 아니라 다른 대사 경로에도 조절 작용을 한다는 단서를 제공하였다. 같은 해에 톰 랭건(Tom Langan)은 PKA가 히스톤 H1을 인산화하며, 효소가 아닌 단백질도 인산화를 통해 조절된다고 제기하였다. 1970년대에 칼모듈린 의존성 단백질 인산화효소가 발견되었으며, 단백질은 하나의 아미노산 잔기 이상으로 인산화될 수 있음이 알려졌다. 1990년대에 들어서 MAPK/ERK 경로, JAK 인산화효소(티로신 인산화효소족), 그리고 PIP3 의존성 인산화효소 신호전달경로 등이 계속해서 밝혀졌다.
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.
염소 (원소)
염소 기체는 1915년 4월 22일 2차 이프르 전투에서 독일군이 처음으로 화학 무기로 사용되었다. 염소는 폐 속 수분과 반응하여 염산을 생성하는데 이는 생명에 치명적일 수 있다. 이러한 염소 기체에 의한 피해는 활성탄이나 다른 흡착 물질이 들어간 방독면을 통해 어느 정도 막을 수 있으나, 당시에는 이러한 방독면이 잘 보급되지 않아 연합국 군인들이 큰 피해를 입었다. 나중에 암모니아를 인공적으로 합성하는 방법을 개발한 공로로 노벨 화학상을 수상하는 프리츠 하버(Fritz Haber)가 이를 개발했는데, 그의 아내가 이를 말리다가 결국 자살했다.
화학자
화학의 뿌리는 불에 타는 현상으로 거슬러 올라간다. 한 물질을 다른 것으로 바꾸는 불은 신비스러운 힘으로 여겨졌고 인류의 주된 관심사였다. 금속과 유리의 발견을 이끈 것은 불이었다. 이후에 금이 발견되었고 귀한 금속이 되자 많은 사람들은 다른 물질을 금으로 바꾸는 방법을 찾는 것에 관심을 두었다. 이것이 연금술이라 불리는 근대 과학 이전 단계의 과학이다. 화학자에 해당하는 단어 "Chemist"는 근대 라틴어 명사인 "alchimista"의 축약형인 "chimista"에서 유래되었다. 연금술사들은 근대 화학의 발전을 이끈 대부분의 화학적 과정(작용) 발견하였다. 오늘날 우리가 알다시피 근대 화학은 1783년 앙투안 라부아지에의 질량 보존의 법칙으로부터 발명되었다. 화학 원소들의 발견은 드미트리 멘델레예프의 주기율표를 완성하는데 오랜 역사를 가지고 있다.
사원소설
고대 탈레스(Thales, BC 624~546경)때부터 자연 현상들을 이해하기 위하여 물질의 구성 입자에 대한 논의가 계속 진행되어 왔으며 엠페도클레스(Empedokles)가 처음 사원소설을 주장하였다. 이후 사원소설을 바탕으로 물질을 구성하는 기본 입자는 무엇인가에 대한 논의가 계속 되어, 현재는 물질의 기본 구성 입자로 쿼크가 발견되어 인정받고 있다.
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.
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.
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.
아세틸콜린
아세틸콜린은 1915년 헨리 핼릿 데일이 심장 조직에서 처음 발견하였다. 1921년 오토 뢰비가 이것이 신경전달물질이라는 것을 확인하고 미주 신경에서 방출되는 신경전달물질이라 하여 "vaguss stuff" 라 명명하였다. 헨리 핼릿 데일과 오토 뢰비는 화학적 신경전달을 연구한 공로로 1936년 노벨 생리학·의학상을 수상하였다. 아세틸콜린은 최초로 확인된 신경전달물질이다.
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.
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.
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.
효소공학
효소는 살아있는 세포에 존재하는 복잡한 유기 분자로서 물질의 화학적 변화를 유발하는 촉매로 작용한다. 생화학의 발달로 다양한 효소들과 그 작용 방식에 대한 이해가 더욱 심화되어 왔다. 효소없이는 생명이 존재할 수 없다. 효소는 살아있는 세포에서만 만들어지나, 많은 경우 세포로부터 분리되어 시험관 상태에서도 기능을 계속할 수 있다.
근대 화학의 성립
중세 연금술사들도 실험 과정에서 다양한 기체를 관찰 할 수 있었으나, 그들은 그러한 기체들을 원소 중 하나인 공기라고 여기지 않았다. 공기와 기체를 구분한 최초의 인물은 벨기에 귀족 출신인 얀 밥티스타 판 헬몬트였다. 그는 ‘혼돈’ 또는 ‘공간’이라는 의미를 가진 그리스어 ‘카오스(chaos)’에서 착안하여 기체를 ‘가스(gas)’라고 불렀다. 또한, 기체는 고체나 액체처럼 여러 종류가 있으며, 공기는 기체의 한 종류라고 생각했다. 그러나 당시에 대부분의 사람들은 이러한 그의 생각을 수용하지 않았고, 기체를 종류와 관계 없이 공기[air]라고 부르는 습관을 오랫동안 지속하였다.
아메데오 아보가드로
이 법칙은 라는 이름의 논문에 처음 나온 것으로, 처음에는 주목을 받지 못하였으나 아보가드로 사후 1860년 스타니슬라오 칸니차로가 카를스루에의 화학국제회의에서 아보가드로의 법칙에 대한 연구 결과를 발표함으로써 주목받기 시작하였다.
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.
염산
대표적인 제법으로 독일 에르푸르트 성 베드로 베네딕트 교회의 연금술사였던 바실리우스 발렌티누스이 기록한 제법이 있다. 17세기에는, 독일 카를슈타트암마인의 요한 루돌프 글로버가 염화나트륨과 황산을 반응시켜 황산나트륨을 얻는 만하임 공정에서 염화수소 가스를 만들어 냈다. 영국 리즈의 조지프 프리스틀리는 1772년 순수한 염화수소 가스를 얻어냈고, 1818년 영국 펜잔스의 험프리 데이비는 염화수소가 염소와 수소로 구성되어 있다는 것을 밝혀냈다.
효소
이 반응에서 속도는 단지 기질의 농도에 의해서만 변하는 것을 알 수 있다. 이와 같은 반응을 1차 반응이라 한다. 속도상수 k는 주어진 조건(PH, 온도 등)에서 반응의 확률을 나타내는 비례 상수이다. 여기에서 k는 1차 속도 상수가 되고 그 단위는 시간의 역수(s_{-1})가 된다.
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.
화학 혁명
화학 혁명은 새로운 사실의 발견보다 오히려 패러다임의 변화를 의미한다. 1620년 네덜란드 출신의 연금술사 코르넬리위스 드레벨은 자신이 발명한 잠수함을 템즈 강 아래로 3시간 동안 잠수시켰다. 작은 통에 불과한 잠수함 안에서 숨을 쉬기 위해 그는 초석을 가열하여 산소를 공급하였다. 산소라는 말이 만들어지기 200년 전에 이미 공기 속엔 숨쉬기에 필요한 성분이 따로 있다는 것을 알고 있었지만, 그것의 개념을 정립하고 이름을 붙이고, 정량화하여 연구하는 개념은 화학 혁명 이후에나 가능하였던 것이다.
분해 효소
체계명은 ""기질 그룹" 분해 효소"이다. 일반적인 이름은 탈탄소효소(decarboxylase), 탈수소효소(dehydratase), 알돌라아제(aldolase), 등이다. 역반응이 더 중요한 경우, 합성 효소(synthase)가 이름에 사용된다.
효소
수많은 효소를 명명하고 분류하기 위하여, 국제적인 합의를 통해 효소의 분류 기준을 책정했다. 먼저 모든 효소를 촉매 하는 반응의 형태에 따라 주로 6가지 범위로 나누고, 각각을 다시 여러 개의 하위범위로 나누도록 한다.
각각의 효소에는 6개의 숫자로 된 분류번호와 그것이 촉매하는 반응을 나타내는 계통명이 부여된다.
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.)
테오도어 슈반
테오도어 슈반(, 1810-1882)은 독일의 생리학자이다. 1836년 소화과정을 연구하다가 위(胃)에서 소화와 관계있는 물질을 발견하고 펩신이라고 이름지었으며, 살아 있는 조직에서 일어나는 화학적 변화를 물질대사라고 했다. 슈반은 슐라이덴이 식물의 세포설을 주장한 다음해인 1839년에 동물도 식물처럼 세포로 되어 있다는 동물에 관한 세포설을 주장했다. 또한 식도 상부의 가로무늬근을 발견했으며, 신경섬유인 축삭돌기를 싸고 있는 수초를 발견하기도 했다.
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.
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.
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.
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.
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.
하소
하소의 영어 낱말 calcination은 석회를 태운다는 뜻의 라틴어 낱말 "calcinare"에서 유래한다. 이는 석회석(탄산 칼슘)을 산화 칼슘(석회)와 이산화 탄소로 분해하여 시멘트의 원료를 만드는 과정에서 비롯되기 때문이다. 가열 대상에 관계 없이, 하소를 통해 생성된 것을 아울러 가소(calcine)라고 부른다.
질산
질산은 의 "De Inventione Veritatis"에서 처음 언급되었다. 여기서 초석, 백반, 파란 비트리올의 혼합물을 하소하여 얻는다고 되어 있다. 다시 13세기에는 알베르투스 마그누스가, 또 초석과 흙을 가열함으로써 이를 마련한 뒤 eau forte(강수)라고 부른 라몬 유이(Ramon Lull)가 이를 다시 언급하였다.
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.
질소
1776년 앙투안 라부아지에가 증명하였다. 원소명은 그리스어의 “초석(nitre)에서 생긴다(genes)”에서 따왔다. 한자어 질소(窒素)는 독일어 Stickstoff에서 유래하였다.
효소
19세기에 당이 효모에 의해 알코올로 바뀌는 발효에 대해 연구하던 중, 루이스 파스터는 효모에 의해 당이 발효되어 알코올을 만드는 반응이 “발효소”에 의하여 촉매된다고 결론을 내렸다.
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.
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.
유전자
초창기 멘델의 발견은 그리 널리 알려지지 않았으나 1889년 휘호 더프리스가 《세포간 범생설》("Intracellular Pangenesis") 을 출간하면서 멘델의 이론을 소개하여 널리 알려지게 되었다. 더프리스는 멘델이 제시한 유전학 개념의 용어를 정리하여 유전형질, 발현형질과 같은 용어를 고안하였다. 유전자()라는 용어는 덴마크의 유전학자 빌헬름 요한센이 최초로 사용하였다.
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.
선천성 대사 이상
이 용어는 1908년 영국의 물리학자 아치볼드 개로드(1857~1936년)에 의해 만들어졌다. 그는 알캅톤뇨증의 연구에 기반한 1유전자 1효소설을 재구성한 작품으로 유명하다. 그의 책 《선천성 대사 이상》(Inborn Errors of Metabolism)은 1923년 출판되었다.
칼 빌헬름 셸레
칼 빌헬름 셸레(, 1742년 12월 19일 ~ 1786년 5월 21일)는 스웨덴의 화학자이다. 산소를 가장 먼저 발견한 것으로 알려져 있다.
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.
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
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.
세포 이론
세포는 1665년 로버트 훅이 처음으로 발견하여 《마이크로그래피아》에 수록하였다. 훅은 이 책에 그가 관찰한 60 건의 다양한 생물 그림을 실었다. 그 중 하나는 코르크 병마개를 아주 얇게 저며 관찰한 것이는데, 훅은 코르크 조직에서 보이는 격자를 “세포”(cell)라고 불렀다. cell은 라틴어 cella에서 연원한 낱말로 작은 방을 뜻하였다. 훅의 시대에 cell은 벌집의 방과 같은 것을 가리키는 낱말로 쓰이고 있었다. 그러나 훅은 그가 관찰한 구조가 갖는 기능을 알지는 못하였다. 훅이 세포라고 생각한 것은 실은 살아있는 조직은 모두 사라지고 세포벽만 남은 빈 공간이었다. 당시 현미경의 배율이 그리 크지 않았기 때문에 훅은 세포안의 더 작은 구조들을 관찰할 수는 없었다. 따라서 훅은 세포가 살아있는 것이라고 생각할 수도 없었다. 훅이 관찰한 세포에는 세포핵이나 다른 세포소기관 역시 없었다. 《마이크로그래피아》에는 가죽 위에 핀 곰팡이를 관찰한 그림도 수록되어 있는데 훅은 포자를 관찰할 수 없었기 때문에 어떻게 곰팡이가 번식하는 지 알 수 없었다. 이러한 관찰 결과 훅은 자연발생설을 지지하게 되었다. 당시에는 아직도 아리스토텔레스 물리학이 통용되던 시절이었고, 보다 세밀한 관찰은 안톤 판 레이우엔훅이 고배율 현미경을 발명할 때가 되어서야 가능해졌다.
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. 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. 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. 부흐너는 자신의 연구성과를 인정받아 1907년 노벨 화학상을 수상했다.
분자
역사와 어원
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.
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.
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.
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.
염소 (원소)
염소 기체가 실용적으로 사용되기 시작한 것은 1785년 프랑스 화학자 베르톨레가 면직물 표백 용도로 처음 사용하기 시작하면서부터이다. 현대의 표백제도 베르톨레의 염소 연구에서 비롯되었다. 그는 1789년 자벨(Javel, 현재 프랑스 파리에 속해있음)에 있는 자신의 실험실에서 염소 기체를 탄산 나트륨 수용액에 통과시키는 방법으로 하이포아염소산나트륨을 만들어내는데 성공했다. 나중에 자벨수(영어:Javel water, 프랑스어:Eau de Javel)로 알려진 이 액체 생성물은 하이포아염소산나트륨이 소량 용해되어 있는 용액이었으나, 이 방법은 그다지 효율적이지 않아 대체 수단이 개발되었다. 이후, 1826년에는 염화 은(AgCl)이 처음으로 사진을 찍는데 사용되었으며, 1847년에는 염소를 포함하는 클로로포름이 마취제로 사용되기 시작했다. 1912년에는 폴리염화 바이닐(PVC)가 개발되었다. 제1차 세계대전 중인 1915년 4월 22일 2차 이프르 전투에서 독일군이 최초로 염소를 이용한 기체 화학 무기를 만들어 사용했는데, 당시에는 방독면이 널리 보급되지 않아 그 피해가 컸다.
효모
효모는 술을 만드는 데 이용된다. 사람들은 이유를 알지 못한 채 과즙을 발효시키면 와인과 같은 과실주가 된다는 것을 알고 있었다. 동양에서는 술밑으로 누룩을 만들어 곡물을 발효시켜 막걸리나 청주와 같은 술을 만들어 왔다. 루이 파스퇴르는 현미경을 통해 와인의 발효에 효모가 관여하는 사실을 처음으로 확인했다.
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.
양자역학의 역사
1905년에 아인슈타인은 빛, 더 일반적으로 모든 전자기파들을 공간상의 유한개의 점에 위치하는 에너지 양자들로 분리될 수 있다고 가정함으로써 광전효과를 설명하였다. 아인슈타인의 1905년 3월 양자 논문 "빛의 방출과 변형에 대한 발견적 관점(On a heuristic viewpoint concerning the emission and transformation of light)"의 도입 부분에서 아인슈타인은 다음과 같이 말했다.이 문장은 20세기 물리학자에 의해 쓰여진 가장 혁명적인 문장으로 불린다. 이러한 "에너지 양자들"은 나중에 "광자"로 불리게 되었으며, 이 용어는1926년 길버트 뉴턴 루이스에 의해 소개되었다. 양자적인 관점에서 각각의 광자가 에너지로 이루어져야한다는 생각은 놀라운 성과였다. 이 생각은 빛이 오로지 파동으로만 설명될때 생기는 문제인 흑체 복사에서 무한한 에너지에 도달하는 문제를 효과적으로 해결하였다. 1913년 7월에 보어는 그의 논문 ""원자와 분자의 법칙에 관하여(On the Constitution of Atoms and Molecules)" "에서 양자화를 이용하여 수소 원자의 스펙트럼 선들을 설명하였다.
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.
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.
무기화학
18세기 말엽부터 19세기 초에 걸쳐 발견된 유기 화합물의 종류가 증가함에 따라, 기원에 의한 물질의 분류와 연구대상에 의한 연구 영역의 구분이 시도되게 되었다. 1806년 경 스웨덴의 옌스 베르셀리우스는 유기체를 의미하는 "organ"에서 유기화학(organic chemistry)이나 유기 화합물(organic compound)이라고 하는 말을 처음으로 사용했다. 그것이 학술 용어나 학문 영역으로서 정착함에 따라, 유기화학 및 유기 화합물에 대응하는 학문 영역으로서 무기화학과 무기 화합물이라고 하는 개념이 생겨났다.
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.
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.
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.
산소
플로지스톤설은 1667년 독일의 화학자 J. J. 베허가 처음 말했다. 주요 내용은 모든 가연성 물질에는 플로지스톤이라는 입자가 있어 연소 과정에서 플로지스톤이 소모되고, 플로지스톤이 모두 소모되면 연소과정이 끝난다는 옛 학설이다. 1783년 라부아지에가 플로지스톤이 존재하지 않음을 확인하였다.
수소
수소 기체는 파라셀수스가 금속과 강산을 섞어 처음 만들었다. 그는 이 화학 반응으로 만들어지는 가연성 기체가 새로운 화학 원소임을 알지 못했다. 1671년, 로버트 보일이 수소 기체가 발생하는 반응인 철가루와 묽은 산 간의 반응을 재발견하고 기술하였다.
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.
나이오븀
1801년 영국 화학자 찰스 해쳇(Charles Hatchett)은 탄탈럼과 비슷한 새로운 원소를 발견하고 이를 콜럼븀(columbium)이라 명명하였다. 1846년에는 독일 화학자 하인리히 로제(Heinrich Rose)는 탄탈럼 광석에 다른 원소가 포함되어 있다는 것을 발견하고 이를 나이오븀(niobium)이라 명명하였다. 이후 1864년과 1865년에 콜럼븀과 나이오븀이 동일한 원소라는 것이 밝혀졌고, 이후 한 세기 동안 같이 쓰였다. 1949년에 공식적으로 나이오븀이라는 이름이 채택되어 현재에 이르고 있으나, 여전히 미국에서는 콜럼븀이라는 이름을 쓰기도 한다.
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.
유전성 질환
1909년 영국의 의사 아처볼드 개로드가 처음으로 선천성 대사이상 질환이란 개념을 발표하였다. 그는 선천성 대사이상 질환을 선천적으로 특정한 효소가 모자라거나 없는 사람들이 물질대사에 이상이 생겨 걸리는 병으로 정의하였다. 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA의 분자구조를 밝힌 이후 이루어진 유전학의 성과로 오늘날 인간이 모든 유전체가 밝혀져 유전자 이상으로 인한 질병 연구가 활발히 이루어지고 있다.