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효소enzyme 효소는 무엇으로 만들어 지고 있으며 어떤 모양을 할까?
2013-08-23 10:22:35
이엠생명과학연구원

효소는 무엇으로 만들어 지고 있으며 어떤 모양을 할까?

 

원시 미생물에서 핵산의 조각이 효소촉매 기능을 하고 있는 극히 일부예외가 있지만, 지금까지 알려진 대부분의 효소는 아미노산으로 만들어진 단백질이다. 고등생물에 존재하는 아미노산은 20개가 있으며 아미노산은 그 자체에 카르복실 구릅과 아미노 구릅을 동시에 가지고 있다. 아미노산의 카르복시 구릅과 다른 아마노산의 아미노구릅이 서로 반응하여 펲타이드라는 결합을 하게 된다. 아미노산 20개가 서로 다른 조합 의로 구슬처럼 서로 꿰매어 긴 사슬의 퍂타이드 결합을 이루게 되면 스스로 포개어져 복잡한 입체구조의 단백질을 만들게 된다. 이러한 단백질 효소는 분자량이 보통 화합물보다 훨씬 크고, 둥그런 스펀지처럼 일정한 모양의 삼차구조를 가지므로 촉매기능을 하게 된다는 사실도 밝혀졌다.

단백질에서 아미노산의 순서는 우리세포 속에 있는 유전자인 DNA의 염기순서에 따라 정해진다. 유전자가 중요한 것은 수많은 효소 단백질을 만드는 정보를 가지고 있기 때문이다. 단백질 효소가 어떻게 세포 안에서 화학반응을 신속하게 일으키는 촉매로 기능 하는가 하는 의문은 많은 화학자들의 오랜 연구 대상이 되였으며 효소기능의 연구결과는 생명현상을 근본적으로 이해하는데 커다란 도움을 주게 되였다.

효소가 어떻게 반응을 일으키도록 하는 촉매기능을 하게 되는가 알기 쉽게 설명해 보기로 한다.  반응 물질(기질이라고 함)이 효소의 입체 구조상의 일정부위에 꼭 들어맞아 효소 내부의 몇몇 아미노산들에 의해 붙들어 매어 있는 사이에 효소의 몇몇 아미노산은 기질에 전자적 영향을 주고 분자 배열을 바꾸도록 활성화 에너지를 낮추게 하여 반응이 일어나도록 한다. 이 때 효소는 반응하는 두 물질은 서로 가까이 있도록 하여 반응이 쉽게 일어 닐 수 있도록 환경을 만들어 주며, 또는 반응에 관여하는 효소내부의 화학 구릅이 근처에 오도록 하여 한 물질이 분해하여 새로운 물질을 만들어 내는 반응을 일으키게 된다. 우리가 잘 알고 있는 비타민은 우리 몸속에서 스스로 만들지 못하지만 외부로부터 섭취하게 되면 효소와 한 덩어리가 되여 효소만 으로는 어려운 반응 즉 산화 환원반응이나 화학 구릅의 이동 등의 반응의 촉매를 도와주는 역할을 하기 때문에 비타민을 조효소라고 부르기도 한다. 그래서 비타민을 충분히 섭취하지 못하면 우리 몸속에 필요한 물질의 합성이나 분해하는 반응이 일어나지 못하게 됨으로 병에 걸리게 되는 것이다.

사람을 비롯한 모든 생명체에서 효소들은 생물체의 기능만큼이나 복잡하고 다양한 현상에 필요하기 때문에 사람의 세포에서 만들 수 있는 백만개 정도의 단백질 중에 상당부분이 효소일 것이라고 예측하고 있으나 아직 정확히 그 수자를 파악하기 힘든 상태이다.




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