생체 성분의 화학 | 효소

효소의 작용

화학반응에서 자기 자신은 화학 변화를 일으키지 않고 화학 반응만 촉진시키는 물질을 촉매라고 부른다. 효소(enzyme)란 생물체 내에서 일어나는 여러 반응을 촉진하는 유기촉매이다. 이것은 생물이 체내에서 계속 합성하는 단백질로서 생물학적 활성을 갖고 있다.

 

효소란 그리이스어의 ‘in yeast'에서 온 말이며 발효와 관계 있다. 현재 알려져 있는 효소는 수천 종에 달하고 있으며 ribonuclease, trypsinogen, lysozyme 등 몇 종류의 효소는 화학구조도 확인되고 있다. 효소는 기질(substrate)에 작용하여 두 가지 이상의 물질로 분해하며, 같은 물질에도 작용하는 효소가 달라짐에 따라 다른 생성물이 생긴다. 효소의 화학 작용을 그림으로 표시하면 [그림 5]와 같다.

 

 

예로 glucose-6-P에 효소 glucose-6-phosphate dehydrogenase (A)가 작용하면 6-P-gluconolactone이 생기며, phosphatase (B)가 작용하면 glucose + P가 생긴다. 또한 phosphoglucomutase (C)가 작용하면 glucose-1-P가 생기며, phosphohexose isomerase (D)가 작용하면 fructose-6-P가 생긴다.

 

 

대부분의 효소는 단백질로 되어 있거나 복합 단백질로 되어 있기 때문에 단백질의 정제방법을 응용하여 정제하고 있다. 효소가 복합 단백질로 되어 있을 때 단백질 부분을 apoenzyme이라 하며 이것과 보효소(coenzyme)가 합해져서 완전효소(haloenzyme)가 된다. 보효소는 대부분 vitamin의 유도체가 많다. Apoenzyme이나 단백질만으로 된 효소에도 기질과 결합되거나 작용하는 특수한 기나 원자단이 있다. 이런 부분을 활성중심(active center)이라고 한다. 효소가 활성을 나타내는 데는 Mg²⁺, Mn²⁺ 같은 금속이온이 필요하다. 생화학자들은 세포내에 존재하는 수많은 효소를 추출하여 이의 구조와 활성 등을 연구하고 있다.

 

 

효소의 분류

효소의 분류에 있어서는 여러 분류법이 있다. 효소의 발견 초기에는 pepsin, trypsin, diastase 등 관용명으로 명명하였으나 현재는 ‘ase'를 기질의 어미에 붙여 명명하는 법(기질명+ase)이 통일화되어 있다. 또한 반응의 성질을 의미하는 반응명+ase의 방법으로, 예를 들면 탈수소효소(dehydrogenase), 산화효소(oxidase), 탈탄산효소(decarboxylase) 등이 있다. 국제생화학연합회의 효소 위원회에서 추천한 분류법은 다음과 같다.

 

1) 산화환원효소(oxidoreductase)

① 탈수소효소(dehydrogenase)

② 산화효소(oxidase) : flavin enzyme, cyctochrome oxidase, catalase, copper enzyme

peroxidase, L-ascorbic acid oxidase, biotin enzyme

 

2) 전이효소(transferase)

① transaminase                                ② transphosphorylase                    ③ transmethylase

④ transformylase             ⑤ transacylase                        ⑥ transpeptidase                     ⑦ transglycosidase

 

3) 가수분해효소(hydrolase)

① esterase :  esterase, lipase, phosphatase, pyrophosphatase, nuclease 

② carbohydrase : glycosidase, polysaccharase

③ protease; peptidase, carbopeptidase, aminopeptidase, proteinase

 

4) 기제거효소(lyase)

① decarboxylase                                 ② aldolase

 

5) 이성질화효소(isomerase)

① cis-trans-isomerase                          ② keto-enol-isomerase

③ racemase                                       ④ epimerase

 

 

 

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