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노벨상인물

악셀 휴고 테오렐 Axel Hugo Theorell

악셀 휴고 테오렐 [이미지]
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KI (카롤린스카 연구소)
  • 작성 2015-06-16
  • 조회 6,773
  • 출생1903-07-06 스웨덴
  • 국적 스웨덴
  • 분야생리의학상
  • 소속카롤린스카 연구소
  • 출신대학카롤린스카 대학
  • 주요업적호흡효소 연구
  • 수상노벨 생리·의학상(1955)
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인물정보

스웨덴의 생화학자. 왕립 카로린스카 대학을 졸업하고 동 대학 생화학 강사(1936년 이래), 스톡홀름의 노벨 의학 연구소 부장 겸임. 1930년대 말엽 생물체 내에서 에너지를 만드는 호흡 작용에 중요한 역할을 하는 황색 산화 효소가 단백의 일종과 비타틴 B2와 인산으로 되어 있는 것을 증명하고 이어서 티토크롬 및 그밖의 산화 환원 효소를 순수한 결정으로서 만들어 내고 나가서는 이것들 효소의 성질이나 작용에 대하여 연구했다. 1955년 노벨 생리 의학상 수상.

당시 첫 영국 근위 보병 의사였던 튜르 테오렐(Thure Theorell)에게서 1903년 7월 6일 그의 아들 휴고 테오렐이 스웨덴 린최핑(Linkoping)에서 태어난다. 휴고 테오렐은 린최핑에서 국립 중학교에서 9년 동안 교육 받았고, 1921년 5월 대학 입학 허가를 받아 카롤린스카연구소에 있는 의대에서 공부를 시작한다. 1024년 의대 학사학위를 취득하고 3개월 동안 파리에 있는 파스퇴르연구소에서 칼메트(Calmette)교수 아래서 연구 하였다. 1930년에 그는 혈장의 지방에 관한 논문을 써서 의학 박사 자격을 얻었고 카롤린스카연구소 생리화부 교수로 임명 받는다. 그리고 1924년부터 테오렐은 의ㆍ화학연구소에서 1년 동안조수로 일한다.

하머스튼(Einar Harmmarsten)교수 지도하에 그는 혈액 혈구의 퇴적에 있어 지방질의 영향력에 관한 그의 첫 번째 연구를 시행한다. 1931년 그는 웁살라 대학에 있는 스베드베리 연구소에서 미오글로핀의 분자량을 연구했고, 1932년 웁살라 대학에 의학과 생화학 부교수로 임명되었고 현재까지도 미오글로빈에 관한 연구를 계속 이어왔다. 1933년부터 1935년 까지 테오렐은 록펠러 장학금을 받으며 베를린 달렘(Berlin-Dahlem)에서 오토 바르부르크와 함께 일했다. 그곳에서 산화 효소에 관심을 갖게 되었다. 베를린 달렘(Dahlem)에서 처음으로 산화효소를 “황 발효”라고 불렀고, 거꾸로 이 효소를 플라빈 모노누클레오티(flavinmononucleotide)와 무색의 단백질인 조효소로 분해하는데 성공하였다. 1935년 스웨덴으로 돌아가 테오렐은 카롤린스카연구소에서 연구를 하게 된다. 그리고 1936년에 그는 1937년 새로 설립된 노벨 연구소의 생화학 부서의 책임자로 임명받는다. 10년 동안 생화학 연구소는 카롤린스카연구소안에 속해 있다가 1947년 분리되어 새로운 건물로 옮겨졌다.

1935년부터 테오렐은 스웨덴과 다른 공동 연구자들과 함께 바이러스 산화 효소에 대해 연구를 시작했으며 특히 시토크롬 C, 페롤 시다아제, 카탈라아제, 황색 단백질 그리고 피리딘에 대한 인식을 심어주었다. 자연과 산화 효소의 효과에 관한 그의 연구로 1955년 노벨 생리 의학상을 수상하였다. 테오렐은 스웨덴, 덴마크, 노르웨이, 핀란드, 미국, 프랑스, 이탈리아, 폴란드, 벨기에, 인도에 있는 학회 회원이다. 또한 1947에서 1948년, 1957년에서 1758년 총 두 번에 걸쳐 스웨덴 의학 학회 의장을 맡았었고, 1947년부터 2년간 스웨덴 화학 협회 의장을 맡았었다. 1954년부터 그는 노르디스크 의학 저널 편집장으로 일하기도 했으며, 스웨덴 생화학 위원회의 의장이자 정부의원회 회원으로 스웨덴 생화학 분야에서 전문성을 발휘하였다. 그가 스웨덴 왕립 음악원의 회원이라는 것과 스톡홀름 교향악단 회장도 맡았을 만큼 음악에도 아주 관심이 많았다고 한다. 테오렐은 파리, 펜실베니아, 벨기에 류벤, 리우데자네이루, 브뤼셀 대학의 명예박사 학위를 거며 쥐었고, 런던 왕립학회와 워싱턴 네셔널 아카데미 사이언스의 외국인 회원이다. 1931년 엘린 알레니우스(Elin Margit Elisabeth Alenius)와 결혼 하였고 한명의 딸과 세 명의 아들을 낳았다.

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시상연설

전하, 그리고 신사 숙녀 여러분.
왕립 카롤린스카 연구소 위원회는 올해 노벨 생리·의학상을 산화효소의 작용 방식과 성질을 연구한 후고 테오렐 박사님에게 수여하기로 결정하였습니다.

이미 100여 년 전에 스웨덴의 베르셀리우스 박사님은 이 광범위한 연구 분야를 개척하고, 촉매 작용을 연구하였습니다. 그리고 지금은 효소라 불리는 이 촉매제가 생명에 중요한 반응을 일으킨다고 생각하였습니다.

물에 잘 용해되는 설탕을 예로 들겠습니다. 이것은 유기체 외부의 산소와는 반응하지 않습니다. 그러나 살아 있는 세포에서 이것은 산소와 효소에 의해 신속하게 분해되며, 동시에 더 많은 반응에 적합한 형태로 에너지를 유리시킵니다.

19세기 말, 베르셀리우스 박사가 주장한 촉매제가 발견되었습니다. 이 효소는 자발적으로 상호작용할 수 없는 반응이 느린 분자들, 즉 산소와 설탕 같은 분자들의 반응을 촉진하는 효소입니다. 이 효소는 느린 분자들을 ‘활성화’시키는 역할을 합니다. 이 효소가 분자들과 접촉하는 순간, 이 분자들은 활성화되어 유리되며 새로운 화합물을 생성하는 반복적인 분자 활동으로 작용합니다.

이 효소 자체는 아무런 변화 없이 차례대로 분자들과 접촉하면서 작용합니다. 이것은 공장의 생산 라인과 흡사합니다. 이 효소는 벨트 위로 전달되는 비활성화 물질을 차례로 활성화시켜 신속한 반응의 소용돌이가 이루어지도록 하기 때문입니다. 이 반응의 소용돌이는 연속적으로 공급되는 다른 연장과 계속 만나기 때문에 결코 중단되지 않으며, 각각의 연장들은 그 역할을 유지하며 주기적인 반복 반응에 적응하게 됩니다. 그리하여 대사 물질은 특정 단위, 즉 효소에 의해 정밀하게 구성된 다용도의 기계장치에 따라 빠르게 변형됩니다.

이 모든 효소의 성질과 작용 방식을 아는 것은 매우 중요합니다. 존재하는 효소가 얼마나 되는지는 알 수 없지만 매우 많은 것은 확실합니다. 이로 인해 베르셀리우스의 직관적인 생각들은 모두 사실로 확인되었습니다. 이 분야에 우리의 지식을 넓혀 준 또 한 명의 스웨덴 과학자가 있습니다. 후고 테오렐 박사님은 처음부터 창의적인 과학 연구의 중요성을 잘 알고 있었습니다.

그는 또한 ‘공존 공생’이 협동 작업을 보다 풍부하게 하는 원리임을 깨달았습니다. 능력이 있다면 단순한 협조자가 아닌 스스로의 직관력을 보일 수 있는 독립적인 활성체가 되어야 합니다. 어떤 효소는 반응이 느린 물질에 생명을 주어 새로운 독립적인 효소가 만들어지도록 합니다. 테오렐 박사님의 연구는 활성효소에 관한 것이었지만 보다 복잡한 인간의 수준에서는 그 스스로가 효과적인 활성체였습니다.

그의 첫 번째 연구는, 록펠러 연구소에서 최고의 효소 연구가인 오토 바르부르크와 함께 지낸 1933년에서 1935년 사이에 이루어졌습니다. 그는 자신의 생각을 확신했고 이를 실현할 수 있는 자신만의 기술을 습득하였습니다. 오늘날 그는 황색 효소의 분해와 재결합의 발견이라는 위대한 업적을 이루었습니다. 바르부르크 박사님은 이 과학적 업적이 이루어진 후, 그를 ‘효소 연구의 대가’라 불렀습니다.

그 후로도 테오렐 박사님은 생명에 필요한 몇 가지 효소에 관해 명확하게 설명하였습니다. 그리고 과학의 진실을 밝히기 위해 노력을 아끼지 않고 철저하게 연구하였습니다. 연구를 논리적으로 계획하고, 기술적 방법을 지속적으로 개선한 결과, 그는 이 분야에서 뛰어난 선구자가 되었습니다.

많은 산화효소에 포함되어 있는 철 원자는 효소 기능의 핵심입니다. 그리고 산화효소의 기능과 관련된 여러 중요한 전자 수송 경로뿐만 아니라 다른 효소들과의 복잡한 연결에 대해서도 많은 것들이 밝혀졌습니다. 그는 동료들과 함께 철을 함유한 이 효소, 즉 과산화효소에 대해 연구하였습니다. 테오렐 박사님이 이 연구를 시작하기 전까지 이에 관한 우리의 지식은 단순한 추측에 지나지 않았습니다. 매우 빠른 속도로 진행되는 이 반응을 연구하기 위해서는 첨단 기술을 능숙하게 응용할 수 있는 능력이 필요했습니다. 이렇게 자세한 분석 결과로 우리는 앞으로 살아 있는 유기체의 작용 기전에서 과산화효소의 역할을 완벽하게 규명할 수 있을 것입니다.

또 다른 그룹의 철을 함유하는 효소, 사이토크롬의 기능에 대해서는 지난 세기 말부터 밝혀지기 시작했으며, 여기에서도 테오렐 박사님은 예리한 분석력을 보여 주었습니다. 근육색소의 성질과 기능 또한 그의 연구를 통해 밝혀졌습니다. 그는 혈액 중의 산소가 고갈될 때 작용할 수 있도록 산소를 저장하는 곳이 근육색소임을 증명하였습니다. 이것으로 인해 ‘제2호흡’이 일어나게 됩니다.

테오렐 박사님이 연구한 효소의 반응 속도 및 그것에 영향을 주는 인자들, 그리고 또한 효소가 작용하는 방향을 결정하는 인자들은 매우 중요합니다. 이러한 실험들은 효소학에 가장 기본이 되는 중요한 연구입니다.

후고 테오렐 교수님.
당신은 상상력이 풍부하며 편견 없이 정확하게 비평할 수 있는 놀라운 기술을 갖고 있습니다. 이런 능력의 일부분은 모든 과학자들이 갖고 있습니다. 하지만 그 모두를 가지고 있는 사람은 극히 소수입니다. 이들 소수 중 한 사람이 바로 교수님입니다. 교수님은 당신에게 주어진 이 재능으로 생물학의 가장 중요한 부분을 연구하였습니다. 효소를 정제하고 그 특징을 규명하는 것은 생물학 연구의 진보에 꼭 필요한 선행 조건입니다. 교수님이 이 기초 분야를 크게 발전시킴으로써 우리는 베르셀리우스 박사님의 유산을 훌륭하게 이어 받아 지켜낼 수 있었습니다.

이제 전하께서 1955년도 노벨 생리·의학상을 시상하시겠습니다.

-왕립 카롤린스카 연구소 교수위원회 E. 하마르스텐

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자료출처
www.ki.se, wikipedia, naver, Nobelprize.org

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