[효소]효소의 성질 1부

생세포에서 만들어지는 효소(enzyme)는 단순단백질, 복합단백질 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.

효소의 주성분은 단백질이며 단백질의 모든 특성을 나타낸다. 그러므로 대부분의 효소는 열, 강산, 강염기, 단백질 변성제 등에 의해 입체구조가 변화하여 비가역적으로 변성되면 촉매활성을 잃게 된다. 효소는 polypeptide만으로 되어 있거나 저분자화합물이나 금속이온과 같은 보조인자(cofactor)를 가진 단백질로 되어 있다. 단백질에 보조인자가 결합하여 완전한 촉매활성을 나타내는 효소를 완전효소(holoenzyme)라 하며 단백질 부분만을 Apoenzyme이라 한다.

Holoenzyme = Apoenzyme + Cofactor(Coenzyme)

보조인자에는 효소단백질과 공유결합 등으로 강하게 결합하고 있는 저분자의 유기화합물인 보결분자족(prosthetic group)과 효소단백질과 가역적, 비공유결합적으로 비교적 느슨하게 결합하고 있어 투석 등으로 해리하기 쉬운 저분자의 유기화합물인 보효소(coenzyme)가 있으며 그 외에 금속이온이 보조인자로 작용하는 것 등이 있다.

Table 1 보효소와 전이 원자단

보 효 소	전이원자단	효 소
Thiamin phosphate(TPP) Flavin adenine dinucleotide(FAD) Nicotinamide adenine dinucleotide(NAD) Coenzyme A(CoA) Pyridoxal phosphate(PLP) 5'-deoxyadenosylcobalamin(보효소 B12) Tetrahydrofolate(FH4) S-adenosylmethionine Uridine diphosphoglucose(UDP-Glc) Adenosine triphosphate(ATP)	aldehyde, ketone 수소원자(H) hydride ion(H-) acyl(RCO-) amino(-NH2) 수소원자(H), alkyl(R-) formyl(-CHO) methyl(-CH3) glucosyl(C6H11O5-) 인산기(-PO3H2)	transketolase, carboxylase oxidase, ketolase dehydrogenase acetyl transferase amino transferase mutase, reductase formyl transferase methyl transferase glycogen synthetase phospho transferase(kinase)

Table 2 효소 활성에 있어서 필수적인 보인자(금속이온)

금속 이온	효 소
Fe2+, Fe3+ Cu2+ Zn2+ Mg2+ Mn2+ K+ Ni2+ Mo Se	cytochrome oxidase, catalase, peroxidase cytochrome oxidase DNA polymerase, carbonate dehydratase,alcohol dehydrogenase hexokinase, glucose-6-phosphatase arginase pyruvate kinase(Mg2+도 필요) urease nitrate reductase glutathione peroxidase

Table 1에 몇가지 보효소와 관련 효소에 대해 나타내었으며 보효소는 대부분 수용성비타민의 유도체이다. 금속이온은 친핵성의 은폐, 친전자성 작용기의 활성화, 친핵성 작용기의 활성화, π-전자의 수용 또는 공여, 리간드(ligand) 재배치 등의 역할을 하는 것으로 알려져 있다. Table 2에 금속이온을 보인자로 필요로 하는 효소 몇가지를 나타내었다.

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