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효소enzyme 효소의 작용메커니즘
2013-08-22 15:04:41
이엠생명과학연구원

우리가 무엇을 먹든, 무엇을 하든, 우리 몸에서는 화학 반응이 필요하다. 그 화학반응의 결과로 사람은 먹을 수 있고, 숨 쉴 수 있고, 볼 수 있고, 생각도 할 수 있다. 이 역할을 해주는 효소가 없이는 우리는 죽은 목숨과도 다름없다. 오늘은 이같이 중요한 효소를 알아보겠다.

살아 있는 세포 안에서 일어나는 모든 반응은 대부분 효소의 볼록 튀어나온 부분의 활성중심을 이용하여 특정 화학물질을 잡아 촉매반응이 일어나는데 (촉매-반응속도를 증가 또는 감소시키는 효과) 만일 효소가 없다면 생체 내 촉매반응은 거의 일어나지 않는다고 생각해도 무방하다. 생물학적 반응을 활성중심을 이용해 촉매 시키는 역할을 담당하고. 단백질로 이루어져 50도 이상에서 사멸한다. 공 모양을 하고 있으며 크기는 5~20나노미터, 반응속도 매우 빠르다. 효소는 단백질로만 이뤄진 단순단백질효소(simpleprotein enzyme)와 단백질 외에 다른 물질이 결합된 복합 단백질효소(complexprotein enzyme)로 나뉘는데 이 때 단백질 외 다른 물질을 화학적으로 조효소라고 불린다. 그 만큼 효소는 촉매에 있어서 중요한 역할을 담당하고 있는데 이 효소란 놈은 줏대도 있어서 자신을 변화하기보단 다른 대상물질을 변화시키는데다 또 대부분 효소한 놈은 한 개의 기질이라는 여자한테만 반응하니 참 남자다운 놈입니다. 이걸 기질특이성이라고 이야기 한다.

 

효소의 작용메커니즘

 

효소의 생산 원료 추출

효소는 세포에 의하여 생산되므로 생산원료는 동식물체로부터 추출하거나 미생물을 배양한 것으로 부터 얻을 수밖에 없는게 현실이다. 동식물체로 추출하는 것은 지역적 또는 계절적으로 한정되어 양산하는데 단점이 많으나, 효소의 종류와 목적에 따라 포유동물을 재원으로 하는 것이 안전하다. 미생물을 배양하면 대량 생산을 할 수 있는 장점을 지니고 있다.

 

효소의 변성

이유는 효소를 주로 구성하고 있는 단백질이 변하거나 단백질에 약한 부위가 떨어져 나가기 때문이다. 각각 조금 더 깊숙이 알아보면 크게 3가지로 나뉘는데

 

1)PH - 용액의 pH 변화는 효소와 기질의 하전상태를 변화시키며 그에 따라서 반응속도도 달라진다. 참고사진자료를 보면 가장 많이 알려진 효소와 기질은 서로 최적 pH가 있으며, 그 최적 pH값을 넘어가면 활성도가 떨어지는 걸 볼 수 있으며 각 효소마다 최적 pH가 다르다는 것도 알 수 있습니다.

 

2)온도 - 온도 역시 관련 사진을 보시면 아시겠지만 최적온도 이상 온도가 올라갈 경우 효소의 변성으로 인해 효소의 활성이 떨어지는걸 보실 수 있다. 이는 단백질로 이뤄진 효소가 일정온도 이상일 때 변성이 일어나기 때문인데 계란 흰자가 열에 의에 익는 걸 생각하시면 이해가 쉽게 되실 겁니다.

 

3)금속이온 - 효소는 활성화를 위해서 금속이온을 필요로 한다. 금속이온은 대부분 양이온을 띄며, 효소 중에서 특히 금속이온과 결합되어 있거나, 효소 활성에 금속이온을 필요로 하는 것과 이에 속하는 효소는 전체 효소의 1/3 정도에 달한다고 하니 꼭 필요하겠다. 예를 들면 Enolase라는 효소의 경우 Mg++ 혹은 Mn++혹은 Zn++ 이온에 의하여 활성화되고 pyruvic acid phosphokinase 라는 효소는 Mg++ 와 K+가 필요 합니다.




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