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효소enzyme 효소는 무엇이며 어떻게 발견 되었을까?
2013-08-22 16:54:06
이엠생명과학연구원

효소는 무엇이며 어떻게 발견 되었을까?

          

     효소는 생명체에서만 만들어지는 화학반응의 촉매로, 보통 화학 반응에서의 촉매와 같이 자기 스스로는 변화하지 않고 반응의 속도를 빨리 하게 하며, 생명체의 생존에 필요한 모든 반응을 비교적 손쉬운 조건에서 진행하도록 하는 기능을 한다. 화학반응을 일어나게 하려면  반응을 일으키는  물질을 높은 에너지 상태로 올려야만 하는데,  효소는 반대로 반응이 일어나도록 하는 활성화 에너지를 낮춤으로  적은 에너지로 반응이 빨리 일어나도록 할 수 있다. 효소의 독특한 능력은, 보통 실험관에서 진행되는 화학반응 보다 훨씬 더 온화한 조건인 38oC에서 또 중성 pH에서 반응이 일어나도록 하는 독특한 기능을 하게 된다.

    생물 물질에 존재하는 촉매로서 효소는 1835년 스웨덴의 화학자 베르첼리우스에 의해 처음 확인되었다. 그는 감자속의 전분의 분해를 촉매하는 물질이 있음을 확인하고  촉매라는 말을 처음 사용하였다. 그 후 효소(ENZYME)라는 어휘는 1871년 독일의 유기화학자 퀴네가 처음으로 사용하였으며 이 말의 어원은 그리스어의 “효모 속(In Yeast)"이라는 말의 뜻에서 유래한다. 그 후 프랑스의 파스퇴르는 공기가 없는 상태에서 글루코오스가 분해되어 탄산가스와  알코올이 되는 과정에 살아 있는 세포가 관여하고 있다고 보고하였다. 1897년에 독일의 유기화학자 뷔크너가 파괴된 효모의 추출물을 여과하여 발효에 직접 관여하는 효소를 처음으로 확인하기에 이르렀다.

    인류가 일상생활에 효소촉매를  이용하여 반응을 일으켰던 역사는 이보다 훨씬 앞서고 있다. 고대 그리스나 이집트에서 포도의 글루코오스를 포도껍질에 묻어 있는 하얀 색깔의 효모를 이용하여 발효시켜 포도주를 만들게 된 것도 효모가 가지고 있는 효소를 이용하여 발효하게된 것이다. 우리의 조상들도 일찍이 된장이나 막걸리를 만드는 과정에서 곰팡이나 누룩의 효모가 가지고 있는  촉매 효소를 이용한 것으로 보아 우리나라 에서도 효소를 이용하게 된 역사가 상당이 오래된 것임을 알 수 있다. 우리가 자랑하는 세계적으로 뛰어난 발효식품인 김치도 박테리아의 효소를 이용한 것이며 여기서 우리 조상들의 지혜를 엿볼 수 있으며 우리조상의 생명과학의 기술의 수준이 세계적 이였음을 알 수 있다.  

     독일의 유기화학자 애밀 퓌셔(Emil Fisher) 는 효소는 반응하는 물질(“기질”이라함)과  마치 자물쇠통과 열쇠의 관계로 비유하여 반응하는 특수한 물질에 관여하는 효소의 모양이 서로 잘 들어맞아 작용하게 되는 기능을 설명하게 되었다.

 1900년대 초 스웨덴의 물리 생화학자 스베드버그(Svedberg)는  효소가 세포속의 많은 단백질들 중에서 단일 단백질이 촉매 기능을 함을 발표하고서부터, 효소의 연구는 급속히 발전하게 되였으며 효소의 구조와 기능의 관계 연구는  현재 가장 많은 연구자들에 의해 연구 되고 있고 또한 이 효소의 연구로 그동안 가장 많은 노벨수상자가 배출되게 되었다.




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