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효소enzyme 효소(enzyme)는 단순단백질(순수하게 단백질로만 이루어진 것), 복합단백질(단백질에 당, 지방 등이 결합된것)
2013-08-23 10:25:26
이엠생명과학연구원

생세포에서 만들어지는 효소(enzyme)는 단순단백질(순수하게 단백질로만 이루어진 것), 복합단백질(단백질에 당, 지방 등이 결합된것) 또는 올리고머단백질 등으로 되어있다. 효소는 기질에 대하여 특이적으로 작용(기질특이성)하고 열역학적으로 가능한 특정 화학반응만을 수용액 중의 희박기질에 대하여 온화한 온도나 pH 조건에서 부산물을 생성하지 않고(작용특이성) 원활하게 촉매하는 생체촉매(biocatalyst)로 생물체의 생명 유지에 매우 중요한 역할을 한다.

효소는 아무 반응이나 비선택적으로 촉매하는 것이 아니고, 한 가지 효소는 한 가지 반응만을, 또는 극히 유사한 몇 가지 반응만을 선택적으로 촉매하는 기질특이성(基質特異性)을 가지고 있다. 기질이란 효소에 의하여 반응 속도가 커지게 되는 물질, 즉 효소에 의하여 촉매작용을 받는 물질을 말한다. 효소에 이와 같이 기질특이성이 있는 것은 효소와 기질이 마치 자물쇠와 열쇠의 관계처럼 공간적 입체구조가 꼭 들어맞는 것끼리 결합하여, 그 결과 기질이 화학반응을 일으키기 때문이라고 해석하는 이론도 있다.

 

 

효소의 특이성

효소는 기질에 대하여 촉매작용의 특이성(specificity)인 고도의 선택성을 나타낸다.

 

작용특이성

하나의 효소는 하나의 화학반응 또는 유사한 일군의 화학반응에 대하여 촉매작용을 나타내며 부반응을 일으키지 않고 부산물도 만들지 않는다.

 

기질특이성

효소의 반응부위와 기질은 상보적으로 결합하여 높은 특이성을 나타낸다. 즉 효소단백질의 입체구조, 활성중심의 특수한 구조, 기질분자의 입체배치 등에 의해 특정한 기질에만 작용하며 이에 따라 효소는 D-와 L-의 광학적 이성체까지도 구별하여 어느 한쪽에만 작용할 수 있게 된다.(열쇠와 자물쇠 설) 또 기질이 효소의 활성부위에 근접하면 활성부위의 입체구조가 변화하여 효소는 기질과 상보적인 복합체를 형성한다.(유도적합설).

 

입체화학적특이성(입체특이성)

효소는 입체이성체 기질의 어느 한쪽만의 반응을 촉매한다. 광학적특이성은 광학적 활성인 화합물 중에서 D-형, L-형의 어느 한쪽에만 효소가 작용하는 것이다. 예를 들면 aspartase는 L-aspartate에만 작용하여 탈아미노반응을 촉매하고 D-amino acid oxidase는 D-amino acid 만을 산화하여 α-keto acid를 생성한다.

기하적특이성은 cis-, trans-체의 어느 한쪽에만 작용하는 것이다. 예를 들면 fumarase는 trans 형인 fumaric acid에 물 분자를 부가하여 malic acid를 생성하는 반응을 촉매하지만 cis 형인 maleic acid에는 작용하지 않는다.

 

군특이성

일군의 화합물을 기질로 하는 효소가 가지는 특이성을 말하는 것으로 일정한 형태의 결합양식이나 작용기에 대하여 선택적으로 작용하는 특이성이다. 이러한 효소에는 esterase, peptidase, lipase 등과 같은 가수분해효소나 acyl-CoA synthetase 등이 있다.




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