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산성과 염기성으로 알아보는 곤충의 독(꿀벌, 말벌)

쏘so한 2021. 11. 16. 12:23
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산성과 염기성 보통 신맛이 나는 것과 쓴맛이 나는 것이라고 알고 있습니다.

산염기의 정의는 아레니우스, 브뢰스테드-로우리, 루이스 이렇게 3가지의 정의가 있습니다.

 

그림1. 산염기

가장 쉽게 이해하는 법은 종이로 산염기를 확인하는 방법일 것입니다. 그 종이는 리트머스로 산과 염기를 구별하는 지시약을 사용해 산성 용액에서는 빨간색이 나타나고 염기성 용액에서는 파란색을 띠게 됩니다.

 이때 이용되는 산염기 단위는 pH(potential of hydrogen) 페하란 수소 이온 지수입니다. pH단위에서 중성은 7.0을 나타내며 순수한 물이 중성을 나타냅니다. 그리고 산성은 0~7의 낮은 값을 갖고, 염기성은 7~14의 높은 값을 갖고 있습니다.

 산성과 염기성은 중화반응을 통해 중성인 pH=7.0에 가까워지게 되는데, 이러한 원리를 활용해 설거지를 하거나 냄새를 제거할 수 있습니다.

 

그렇다면 알칼리라는 것은 무엇 있까요?

 이름을 볼 때 산성보다는 염기성에 가깝겠다는 느낌이 있습니다. 알칼리는 염기의 개념에 속하는 것으로 염기의 종류의 이해가 필요합니다.

 염기성은 물에 대한 용해도가 큰 것과 물에 대한 용해도가 작은 것으로 나눌 수 있습니다. 용해도란 물에 녹는 것을 말하는데요. 이 중 물에 잘 녹는 염기를 알칼리라고 합니다.

 

 알칼리라는 용어에 대한 유래는 불에 타고난 재, 즉 염기성인 재를 물에 넣었을 때 잘 녹는 것을 보고 알칼리라는 용어가 유래되었다고 합니다.

 

벌의 독

 벌의 독은 서로 반대되는 산성인 독과 알칼리성인 독이 있다고 합니다.

 사실 벌의 독에는 여러 가지 화합물이 포함되어있어 단 하나의 특징으로 정의해서 대처하기는 어렵습니다. 하지만 산 염기를 학습하는데 도움이 될 수 있다고 생각합니다.

 

그림2. 독

벌의 독에 대한 결론은 꿀벌은 산성의 독을 가지고, 말벌은 알칼리성의 독을 갖는다는 것입니다.

꿀벌 독인 산성은 레몬이나 식초와 같이 pH=7.0 이하의 값을 갖습니다. 말벌 독인 알칼리의 경우 pH=7.0 이상의 값을 갖으며 물에 잘 녹는 특징이 있습니다.

 

꿀벌 독 성분

melittin (약 50%)

: 26 amino acid 가장 주요한 봉독의 활성 성분.

 

26개의 아미노산을 함유해 분자량 2846.5g/mol인 복잡한 화학 물질입니다.

세포 용해 성질을 가지고 있어 근육 수축을 일으키고, 히스타민을 방출한다고 알려져 있습니다. 

그림3. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/16129627#section=Classification

꿀벌 독의 주성분으로 건조 중량의 절반 정도를 차지한다.

 

phospholipase A2(PLA2) (약 10%)

그림4. 인지질

인지질가수분해효소라고합니다.

 여기서 인지질이란 어릴 때 과학시간에 배운 내용에서 알 수 있습니다. 인산기 머리 부분은 물을 좋아하는 친수성, 지방산 꼬리 부분은 물을 좋아하지 않는 소수성으로 머리 부분만 물에 노출되어 이중층 단일막을 형성합니다.

 가수분해란 hydrolysis로 화학반응을 통해 물과 반응호여 큰 분자가 보다 작은 분자로 분해되는 반응을 말합니다.

 phospholipase A2는 여러 종류의 인지질가수분해효소 중 A2로 명칭 되어있습니다.

 

말벌 독 성분

말벌 독은 꿀벌에 비해 알려진 정보가 부족하여 대표적인 화합물 정보를 첨부하였습니다.

 

만다라톡신 신경독

장수말벌에서만 발견되는 신경독성물질이라고 합니다.

 

mastoparan 펩타이드

화학구조 Ile-Asn-Leu-Lys-Ala-Leu-Ala-Ala-Leu-Ala-Lys-Lys-Ile-Leu-NH2를 갖는 펩티드 독소입니다.

상당히 강한 독성을 가지고 있지만 건조 중량에서 큰 부분을 차지하지는 않는다고 알려져 있습니다.

 

 

마지막으로 벌에 쏘인 후 취해야할 조치에 대해 정리된 MSD 메뉴얼을 첨부드립니다.

https://www.msdmanuals.com/ko-kr/%ED%99%88/news/editorial/2018/05/15/14/05/bee-stings

 

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