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효소enzyme 화학반응의 형식에 따라서 효소를 6가지로 분류
2013-08-23 10:39:19
이엠생명과학연구원

가수 분해 효소

국제생화학연합에서는 효소의 분류와 명명에 관한 기준을 만들기 위해 위원회를 설립하고, 1961년에 이 위원회에서 효소가 촉매로 작용하는 화학반응의 형식에 따라서 효소를 6가지로 분류하였다. 가수분해효소는 그 중 제3류에 주어진 명칭이다. 이 분류에 속하는 효소는 생체 내에서 이루어지는 여러 가지 가수분해반응에서 작용하며 그 수도 많고, 또한 중요한 것도 많다. 가수분해효소류는 9개의 군으로 분류되어 있다.

 

① 에스테르 결합에 작용하는 효소:카르복시산 ·인산 ·황산 등의 에스테르를 가수분해한다(X─CO ·O─Y+H2O→X─CO·OH+HO─Y). 리파아제 ·콜린에스테라아제 ·포스파타아제 ·DNase(디옥시리보뉴클레아제) 등이 이 군에 포함된다.

② 글리코실 화합물에 작용하는 효소:당(糖)의 환원성 수산기와의 사이에서 생성된 글리코시드 결합을 가수분해한다(X─O─Y+H2O→ X─OH+HO─Y). α 및 β 아밀라아제 ·글리코시다아제 ·뉴클레오시다아제 등이 있다.

③ 에테르결합에 작용하는 효소:아데노시루호모시스티나아제가 있다.

④ 펩티드결합에 작용하는 효소:로이실아미노펩티다아제 ·카르복시펩티다아제 ·펩신 ·트립신 ·키모트립신 등 많은 단백질 분해효소가 이것에 속한다.

⑤ 펩티드 이외의 탄소-질소 결합에 작용하는 효소:우레아제 ·아스파라기나아제 ·페니실리나아제 ·아르기나아제 ·뉴클레오시드나 뉴클레오티드의 디아미나아제가 있다.

⑥ 산무수물에 작용하는 효소:ATPase 등이 있다.

⑦ 탄소-탄소 결합에 작용하는 효소가 있다.

⑧ 할로겐족 원소와의 결합에 작용하는 효소가 있다.

⑨ 인-질소 결합에 작용하는 효소가 있다.

 리가아제

합성효소라고도 한다. 예를 들면, 아스파르테이트암모니아리가아제(아스파라긴합성효소)는 다음의 반응을 촉매한다. ATP + 아스파르트산 + NH3 → AMP + 아스파라긴 + 피로인산 결합 종류에 따라,

 

① C-O결합을 생성하는 것(티로신 tRNA 리가아제),

② C-S결합을 생성하는 것(아세테이트조효소 A 리가아제),

③ C-N결합을 생성하는 것(아스파르테이트암모니아 리가아제),

④ C-C결합을 생성하는 것(피루베이트카르복실라아제) 등이 있다.

 아미노기 전이 효소

정식 명칭은 아미노트란스페라아제(aminotransferase)이다. 동물 ·식물 ·미생물에 널리 존재하며, 아미노산 대사에 중요한 구실을 하는 효소이다. 그 반응은 l개의 아미노산이 아미노기를 다른 케토산에 주어, 자신은 케토산이 되고, 상대의 케토산은 아미노산으로 변화시킨다. 이 조합(組合)에 대응하는 많은 효소가 있는데, 중요한 아미노산의 대부분이 이 반응을 일으킨다. 어느 반응의 경우에도 피리독살인산을 조효소로 한다. 또한, L-글루탐산과 α-케토글루타르산과의 상호변화를 한쪽의 쌍으로 하여 함께 작용하는 반응이 매우 많아, 아스파르트산을 위시하여, 알라닌 ·시스틴 ·글리신 ·티로신 ·류신 ·히스티딘 등도 α-케토글루타르산과 반응하여 대응하는 케토산과 글루탐산으로 변한다. 이들은 각각 독립된 효소에 의하여 촉매된다.

 이성질화 효소하나의 이성질체를 화학식은 같으나 구조식이 다른 이성질체로 변화시키는 과정을 촉매하는 효소이다. 이성질체화는 물리적·화학적인 반응에 의해 이루어지는데 이소메라아제는 이중 화학적·생화학적 반응에 관계한다.
단당류의 하나인 D형 포도당을 이것의 이성질화당인 D형 과당으로 또는 그 반대로 변환시키는 글루코오스 케탈 이소메라아제(glucose ketal isomerase)가 대표적인 이소메라아제이다. 이는 동식물의 생체는 물론이고 슈도모나스속(Pseudomonas), 락토바실루스속(Lactobacillus)의 세균류에서도 관찰된다. 식품가공분야를 포함하여 공업적으로 매우 중요하다.

 탈수소 효소

생체 내에서 대사물질의 산화는 일반적으로 탈수소반응인데, 이 산화환원반응을 촉매하는 효소(산화환원효소) 중에서 기질로부터 수소를 이탈시켜 수소수용체(水素受容體:B)에 전달하는 탈수소반응(AH2 +B ↔A+BH2)을 촉매하는 경우, 수소수용체가 효소 이외의 색소나 다른 산화환원계인 것을 탈수소효소라고 한다. 이 작용은 호흡 ·발효 ·생합성 등에서 대사물질이 첫번째로 받는 산화단계로서 매우 중요하며, 에너지 대사에서 기본적인 역할을 하고 있다. 기질에 대한 특이성을 가지기 때문에 많은 종류의 탈수소효소가 알려져 있다. 각각의 명칭은 보통 대표적인 기질의 이름을 앞에 붙여 명명한다. 작용하는 기질의 수소공여체 부위가 CHOH인 것(알코올탈수소효소 등), 알데히드 또는 케톤기인 것(알데히드탈수소효소 ·피루브산탈수소효소 등), CH-CH기인 것(숙신산탈수소효소 등), CH-NH2기인 것(대부분의 아미노산탈수소효소 등), NADH2 또는 NADPH2인 것(글루타티온환원효소 등), C-NH기인 것 등으로 분류된다. 또, 탈수소효소는 대부분 결손효소(apoenzyme)와 조효소(coenzyme)로 이루어지며, 조효소의 화학적 조성에 따라 다음과 같이 분류되기도 한다.

 

① 피리딘효소:피리딘뉴클레오티드류(NAD, NADP)를 조효소로 하는 것으로서, 알코올탈수소효소(NAD) ,이소시트르산탈수소효소(NADP) 등

② 플라빈효소:플라빈뉴클레오티드(FMN, EAD)를 조효소로 하는 것으로서 NADPH2, 시토크롬 C 환원효소 등

③ 시토크롬과의 반응에 관여하는 것:효모의 젖산탈수소효소(시토크롬 C) 등 생체 내에서는 대사물질의 산화환원계가 대부분 어떤 공통의 산화환원계를 중개시킴으로써 수소의 전달이 이루어진다.




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