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효소enzyme 효소의 특성과 활성조건의 중요성을 알아보자.
2013-08-22 14:24:20
이엠생명과학연구원

▷▶ 효소의 특성 

  촉매작용을 하는 일부 RNA 분자들을 제외하고는 효소의 대부분은 단백질이다. 따라서 구성 단백질이 변성이 되거나 분해 된다면 이들의 촉매력은 상실된다. 다시 말해 효소를 구성하는 단백질의 구조가 매우 중요하다는 것이다.  

효소의 크기는 매우 다양하며 일부 효소들은 철, 구리, 마그네슘과 같은 무기 이온 혹은 복합유기분자 나 금속유기분자들을 그들의 효소활성을 위하여 필요로 하기도 한다. 또한 어떤 효소들은 활성을 나타내기 위하여 인산화, 당질화와 같은 변형이 요구되기도 한다.

효소는 기질에 대한 특이성을 가지고 있다. 효소는 무려 105에서 1017배 만큼이나 반응속도를 빠르게 할 수 있는 초강력 촉매제이다. 뿐만 아니라 이들은 기질에 대한 특이성이 매우 높아 원래의 기질과 아주 흡사한 모양의 기질을 구별해 낼 수 있는 능력을 지니고 있다. 따라서 특정 화학반응에 대해 특정한 효소가 작용하게 된다. 


  ▷▶  활성 조건과 중요성  

  효소가 최대의 촉매력을 갖기 위해서는 최적의 조건이 필요하다.

단백질인 효소가 최대의 촉매력을 발휘하기 위해서는 가장 효율적인 구조를 유지해야하는데 단백질의 3차원적 구조는 약한 결합력들에 의하여 유지되고 있다. 따라서 만일 외부 환경에 의해 이러한 결합력이 파괴된다면 효소의 활성이 감소되거나 완전히 불활성화 될 수 있다.

너무 높거나 낮은 온도는 효소 활성에 안 좋은 영향을 미치는데 일반적으로 37 를 전후의 온도가 적정온도인 경우가 많다. 하지만 뜨거운 온천수에 사는 미생물들에서 얻어지는 효소들의 경우는 매우 높은 온도에서 최대의 활성을 보이기도 한다.

단백질은 아미노산으로 이루어져있고 특히 효소의 활성을 나타내는 부위의 아미노산들은 약산 혹은 약염기로서 작용하기 때문에 이들이 어떤 상태로 이온화 되어있는지는 곧 효소의 활성에 매우 중요하다.

또한 비록 효소의 촉매작용에 직접 관련된 활성 부위 이외의 아미노산들 역시 이들의 이온화 상태가 단백질의 구조를 유지하는데 매우 중요하다. 아미노산의 이온화 상태는 주변 환경의 산성도 즉 pH에 의해 영향을 받게 되므로 효소작용은 수소이온 농도에 의해서 조절 받을 수 있게 된다.

세포내의 pH는 중성을 나타내므로 많은 수의 효소들이 중성의 pH에서 가장 좋은 활성을 나타내지만 펩신과 같이 강산이 분비되는 위 속에서 작용하는 효소의 경우 pH2 정도의 강 산성조건에서 최대의 효소작용을 보인다.

효소 활성의 조절은 세포 대사의 조절을 의미한다.

   생명체는 살아가는 동안 끊임없이 물질을 합성하고 분해하는 대사과정을 거치는데 이 모든 과정은 결국 일련의 효소들이 연속적이고도 복합적으로 작용하기 때문에 효소의 활성이 어떠한 이유에 의해서든지 억제된다는 것은 우리의 대사가 제어된다는 것을 의미한다.

세포내 대사 산물은 경우에 따라 합성이 억제됨으로서 우리가 필요로 하는 만큼만 생산되기도 하고, 또한 외부의 신호나 자극에 대응하여 새로운 혹은 더 많은 양의 대사산물을 생산해 냄으로서 세포가 정상적으로 활동할 수 있다. 결국 효소의 적절한 활성조절이 세포의 기능에 절대적으로 중요하다. 만일 유전적인 요인이든 환경적인 요인이든 특정 효소의 손상은 우리에게 치명적인 질병을 가져다 줄 수 있다.

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