효소
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개요[편집]
효소(酵素, 영어: Enzyme)는 촉매의 일종으로 단백질 아니면 RNA로 구성되어 있다. 그러나 거의 대부분이 단백질로 되어있으며 이게 없으면 생물이 살아가는데 큰 지장이 생긴다. RNA 효소를 리보자임이라 하는데, 대표적인 게 리보솜에 있는 23s rRNA의 일부에 위치한 펩티드 중합효소이다.
생물학의 꽃은 항상성이므로, 당연히 효소도 반응을 조절할 수 있는 장치를 내재하고 있다. 효소의 억제 물질이 기질과 완전히 같은 곳에 달라붙으면 경쟁적 억제, 완전 다른 곳에 붙으면 비경쟁적 억제, 기질 결합 부위가 아니지만 그 근처에 붙으면 불경쟁적 억제라고 한다.
상세[편집]
이게 중요한 이유는 낮은 온도에서도 화학 반응을 일으킬 수 있기 때문이다. 즉 이거 없이 화학 반응을 일으키려면 시간이 존나 지나거나 불 태우거나 둘 중 하나다. 전자면 식사 한 끼가 소화되는데 50년이 걸리고 후자는 너무 위험하다. 효소의 연구는 1700년대 후반으로 거슬러 올라간다.
효소 내에 기질이 들어가는 공간은 기질과의 결합을 엔탈피적으로 안정화시켜 엔트로피 효과를 무마하기 위한 작용기가 수두룩하며, 반응을 방해하는 물 등의 다른 친핵체를 입구컷할 수 있다. 대부분의 반응을 일으키는 효소에서 가장 중요한 두 가지 구성요소는 active site에서 가장 노예인 Catalytic Triad와, 기질 인식 포켓이다.
Catalytic Triad는 active site 안에 성능이 좋은 친핵체 하나와, 여기 이웃한 전자나 양성자를 수용하고 뱉을 수 있는 2개 이상의 작용기 집단을 말한다. 중간체에 달라붙은 친핵체를 다시 재생하고, 생성물을 분리하기 위해 catalytic triad는 대부분 가장 흔한 친핵체인 물을 사용한다. 이를 출입하도록 할 수 있게 active site의 모양도 전체적으로 변한다. 친핵체 역할은 주변 작용기에 의해 전자 밀도가 높아진 세린, 트레오닌, 시스테인이 맡는다.
기질 인식 포켓은 기질 특이성을 결정하는, active site 밖에 있는 구멍이다. 특히 펩타이드 등 복잡한 분자를 정확히 인식해야 하는 분해 효소에 많다. 위 그림과 같이, 작용부위 몇 개 앞이나 뒤의 아미노산 R기를 특정적으로 인식한다.
약점 및 단점[편집]
단백질로 이루어진 게 대부분이라 극한 효소가 아니면 섭씨 40도만 돼도 제기능을 못하고 익어버린다.