생화학의 역사에 대한 많은 부분은 효소연구의 역사이다.
생체계에 있어서의 촉매반응이 일어난다고 하는 것에 대하여는 분비물에 의해서 고기가 소화 되거나, 전분이 타액이나 각종 식물 추출액에 의해서 당으로 변한다는 관찰을 통해서, 이미 18세기 초에 인정되었다. 그 후 생물학적 촉매반응(현재는 이것이 효소반응이라는 것이 밝혀졌다.)에 관한 많은 예가 보고되었다.
1850년대에 Louis Pasteur는 효모에 의해서 당이 발효되어 알콜이 생성되는 반응이 “발효계”에 의해서 촉매된다고 생각했다.그는 발효계[후에 효소(Enzyme)라고 명명 되었다.]가 살아있는 효모세포의 구조로부터 분리할 수 없는 것이라고 하는, 수년동안 지배적으로 시인되었던 견해를 발표하였다. 한편, 1897년에 Eduard Buchner가 효모세포로부터 당을 발효시켜 알콜을 만드는 반응을 촉매하는 일련의 효소를 가용성이며, 활성을 갖는형태로 추출하는데 성공한 것은 생화학 사상 획기적인 이정표가 되었다.
이 발견은 중요한 에너지대사 공급 경로를 촉매하는, 이 중요한 효소군이 생체세포의 구조로부터 제거되더라도 변함없이 작용할 수 있다는 것을 보여준 것으로, 이러한 발전은 또한 생화학자들에게 좋은 자극이 되어, 각양각색의 효소를 분리하여 그의 촉매에 대한 성질을 알아보도록 하는데 용기를 주었다.
20세기에 들어서서 Emil Fischer는 효소의 특징에 관해서 최초로 계통의 연구를 싯시하였다. 다른 사람들은 효소활성에 대해서 속도론적으로 연구하여 효소작용에 관한 이론을 세웠다. 그러나 효소를 순수한 결정형으로 분리한 것은 1926년이었다. 이것이 Urease로서 코넬대학의 James Sumner에 의해 콩의 추출물에서 분리된 것이었다.
Sumner는 이 Urease결정이 단백질만으로 구성되어 있다는 것을 알아냄과 동시에 보든 효소는 단백질이라고 생각하게 되었다. 그러나 그의 생각은 당대의 명성 높은 독일 생화학자인 Willstatter에 의해 맹렬한 반박을 받았다. Willstatter는 효소는 분자량이 작은 화합물이며, Urease의 결정속에서 검출된 단백질은 불순물에 지나지 않는다고 주장하였다. 그러나 효소의 본체가 단백질이라고 널리 받아들여지게 된것은 John Northrop 등이 펩신이나 트립신을 결정화하여, 이것들 역시 단백질이라는 것이 밝혀진 1930년대에 이르러서 였으며, 이에 힘입어 세포대사의 모든 반응을 촉매하는 효소에 대한 광범위한 연구가 실시되게 되었다.
오늘날에 이르러서는 2,000여종의 효소가 확인되었으며, 이들은 각기 다른 화학반응을 촉매한다는 사실이 밝혀졌으며, 이렇게 해서 수백종의 효소들이 결정상으로 얻어졌다. 그러나, 오늘날에 있어서도 효소에 대한 많은 의문들이 충분한 해답을 얻지 못한채로 남아있다. 왜 단백질이 선택되어 세포의 촉매를 하고 있는 것일까? 왜 효소분자들은 그들이 작용하는 기질에 비해서 매우 클까? 아미노산은 그 자신이 화학반응을 촉진하는 힘을 가지고 있지 않지만, 특정한 배열 순서로 결합된 경우에는 강력한 촉매활성을 발휘하게 되는 것은 무엇 때문일까? 효소 작용은 어떻게 조절하는 것일까하는 문제들이다.
실험 방법
1. 실험 과정
1) 감자 조각을 갈아 부수고 물 20㎖를 넣은 다음 여과하고, 그 중 2㎖의 여과액은 충분히 끓여 따로 놓는다.
2) 7개의 시험관 윗부분에 각각 A~G 종이테이프 라벨을 붙인다.
3) 각 시험관에 3% 과산화수소 용액을 2㎖씩 넣는다.
4) A, B 시험관에는 증류수 1㎖를 넣고 37~40℃의 물이 담긴 비커에 넣는다.
5) C 시험관에 증류수 1㎖를 넣고, 수돗물이 담긴 비커에 넣어둔다.
6) D 시험관에 증류수 1㎖를 넣고, 얼음이 담긴 비커에 넣어둔다.
7) E 시험관에 10% 염산 용액 1㎖를 넣고, 37~40℃의 물이 담긴 비커에 넣는다.
8) F 시험관에 10% 수산화나트륨 용액 1㎖를 넣고, 37~40℃의 물이 담긴 비커에 넣는다.
9) G 시험관에 증류수 1㎖를 넣고 37~40℃의 물이 담긴 비커에 넣는다.
10) 시험관 A, C, D, E, F에는 1㎖의 감자 여과액을, B에는 끓인 감자 여과액을, G에는 가열한 이산화망가니즈(작은 약수저)를 약간 넣고 변화를 관찰한다.
11) 향에 불을 붙이고 나서 입으로 불어 불씨만 남긴 다음 시험관 안에 넣고 어떻게 되는지 관찰한다.
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