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미생물이야기 미생물이 생산하는 주요 효소
2013-08-16 14:37:19
이엠생명과학연구원
  1. ⊙ 생물체 내에서 각종 화학반응을 촉매하는 단백질로서 모든 화학반응은 반응물질 외에 미량의 촉매가 존재 함으로써   반응 속도가 현저히 커지는데, 생물체 내에서도 모든 화 학반응이 이 촉매에 의해 속도가 빨라진다.

  2. ⊙ 무기 반응의 촉매와는 달리 생물체 내의 촉매는 모두가 단백질이다. 따라서 생물체 내의 촉매를 특히 효소라고 한다.

  3. ⊙ 효소는 단백질이기 때문에 무기 촉매와는 달리 온도나 ph 등 환경 요인에 의하여 기능이 크게 영향을 받는다.

  4. ⊙ 모든 효소는 특정한 온도 범위 내에서 활성이 가장 크게 나타남. 대개의 효소는 온도가 35∼45℃에서 활성이 가장 크다. 이것은 온도가 올라가면 화학반응 속도가 일반적으로 커짐에 따라 효소의 촉매작용도 커지지만, 온도가 일정 범위를 넘으면 화학반응속도는 커져도 단백질의 분자 구조가 변형을 일으켜 촉매 기능이 떨어지기 때문이다.

  5. ⊙ 효소는 ph가 일정 범위를 넘으면 기능이 급격히 떨어진다. 이것은 단백질의 구조가 그 주변 용액의 ph의 변화에 따라 달라지고, 효소 작용은 특정 구조를 유지하고 있을 때에만 나타나기 때문이다.

  6. ⊙ 효소는 아무 반응이나 비선택적으로 촉매하는 것이 아니고, 한 가지 효소는 한 가지 반응만을, 또는 극히 유사한 몇 가지 반응만을 선택적으로 촉매하는 기질특이성을 가지고 있다.

  7. ⊙ 기질이란 효소에 의하여 반응 속도가 커지게 되는 물질, 즉 효소에 의하여 촉매작용을 받는 물질을 말한다.

  8. ⊙ 효소에 기질특이성이 있는 것은 효소와 기질이 마치 자물쇠와 열쇠의 관계처럼 공간적 입체구조가 꼭 들어 맞는 것끼리 결합하여, 그 결과 기질이 화학반응을 일으키기 때문이다.

  9. ⊙ 어떤 물질이 화학반응을 일으키기 위해 필요한 최소의 운동에너지를 그 반응의 활성화 에너지라고 한다. 따라서 운동에너지가 작은 물질이 반응을 일으키기 위해서는 외부로 부터 에너지를 흡수하여 활성화되어야 한다.

  10. ⊙ 온도가 높아지면 반응 속도가 커지는 것은 반응분자들이 열을 흡수하여 운동에너지가 커져서 활성화 에너지 이상의 에너지를 가진 분자의 수가 많아지기 때문이다.

  11. ⊙ 효소가 존재하면 이 효소가 기질과 결합하여 효소-기질 복합체가 형성되는데, 이것이 형성되는 데 필요한 활성화 에너지는 효소가 없을 때의 반응의 활성화 에너지보다 훨씬 작다.

  12. ⊙ 효소가 어떤 물질의 화학 반응을 촉진하는 것은 반응에 필요한 활성화 에너지를 줄여주기 때문이다.

  13. ⊙ 효소는 기질특이성을 가지고 있으므로 기질의 종류만큼 효소의 종류도 많아, 가령 a라는 물질이 b로 될 때 는 그에 대한 효소 α가 있게 되고, b가 다시 c로 될 때는 또 이에 대한 효소 β가 있게 된다.

  14. ⊙ 생물체 내에 존재하는 유기화합물의 종류는 수없이 많고, 또 이 많은 화합물들이 여러가지 반응에 참여하므로 생물체 내에 존재하는 효소의 종류도 헤아릴 수 없이 많다.

  15. ⊙ 많은 효소들을 구별하기 위하여 각 효소에 명칭을 붙이는데, 대체로 그 효소가 작용하는 기질의 명칭의 어미를 -아제(-ase)로 바꾸어 명명한다. 예를 들면, 말토오스(maltose:맥아당)를 분해하여 포도당으로 만드는 효소는 기질인 말토오스의 어미를 고쳐 말타아제로 한다.

  16. ⊙ 때로는 효소가 관여하는 반응의 종류를 표시하면서 어미를 역시 -아제로 바꾸어 부르기도 한다. 예를 들어 수소이탈반응(dehydrogenation)에 관여하는 효소는 수소이탈효소(dehydrogenase)라고 부른다.

  17. ⊙ 효소의 명칭에 이러한 법칙성을 정한 것은 효소들이 많이 발견되면서 비롯된 것이고, 초기에 몇몇 효소들이 하나씩 발견되었을 때는 이러한 법칙성이 없이 명명되었다. 프티알린, 펩신 등은 이처럼 초기에 명명된 이름 들이다.

  18. ⊙ 효소만을 순수 분리하는 것은 많은 시간과 기술 필요하고, 균체가 포함된 배양액은 대체로 그대로 이용된다.

  19. ⊙ 3차원 구조의 단백질로서 산소, 온도, 기질의 농도에 따라 크게 영향, 적정조건을 벗어 나면 변성되어 작용이 되지 않는다.

▷미생물이 생산하는 주요 효소
 

미 생 물

생 산 효 소

 bacillus subtilis, aspergillus oryzae

 amylase

 aspergillus niger

 hemicellulase

 saccharomyces cerevisiae

 invertase

 mucor spp.

 lipase

 aspergillus 속, rhizopus 속

 pectinase

 aspergillus 속

 protease

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