[효소]효소의 성질 2부






효소의 특이성




효소는 기질에 대하여 촉매작용의 특이성(specificity)인 고도의 선택성을 나타낸다.

1) 작용특이성

하나의 효소는 하나의 화학반응 또는 유사한 일군의 화학반응에 대하여 촉매작용을 나타내며 부반응을 일으키지 않고 부산물도 만들지 않는다.

2) 기질특이성

효소의 반응부위와 기질은 상보적으로 결합하여 높은 특이성을 나타낸다. 즉 효소단백질의 입체구조, 활성중심의 특수한 구조, 기질분자의 입체배치 등에 의해 특정한 기질에만 작용하며 이에 따라 효소는 D-와 L-의 광학적 이성체까지도 구별하여 어느 한쪽에만 작용할 수 있게 된다.(열쇠와 자물쇠 설) 또 기질이 효소의 활성부위에 근접하면 활성부위의 입체구조가 변화하여 효소는 기질과 상보적인 복합체를 형성한다.(유도적합설).

그리고 유기화학적으로는 대칭인데 D-, L- 배위를 가지지 않는 기질(glycerol, ethanol, citric acid 등)에 효소가 작용할 때는 효소표면의 서로 다른 3장소 이상에서 비대칭적으로 작용하여 기질분자와 결합하고 효소는 기질분자의 작용기들이 만드는 분자 평면의 상하를 구별하여 반응한다.(Ogston설, Fig. 1 참조)


Fig. 1 Ogston 설


3) 입체화학적특이성(입체특이성)

효소는 입체이성체 기질의 어느 한쪽만의 반응을 촉매한다. 광학적특이성은 광학적 활성인 화합물 중에서 D-형, L-형의 어느 한쪽에만 효소가 작용하는 것이다. 예를 들면 aspartase는 L-aspartate에만 작용하여 탈아미노반응을 촉매하고 D-amino acid oxidase는 D-amino acid 만을 산화하여 α-keto acid를 생성한다.

기하적특이성은 cis-, trans-체의 어느 한쪽에만 작용하는 것이다. 예를 들면 fumarase는 trans 형인 fumaric acid에 물 분자를 부가하여 malic acid를 생성하는 반응을 촉매하지만 cis 형인 maleic acid에는 작용하지 않는다.

4) 군특이성

일군의 화합물을 기질로 하는 효소가 가지는 특이성을 말하는 것으로 일정한 형태의 결합양식이나 작용기에 대하여 선택적으로 작용하는 특이성이다. 이러한 효소에는 esterase, peptidase, lipase 등과 같은 가수분해효소나 acyl-CoA synthetase 등이 있다.


  

효소의 단위





1) 효소의 국제단위(unit)

효소가 최적조건하, 30℃에서 1분 당 1μmol의 기질을 생성물로 변환시키는데 필요한 효소의 양을 1 단위(1 IU = 1μmol·min-1)라 한다. 또 신국제단위로서 katal(kat)도 이용되고 있으며 1 kat는 1초에 1mol의 기질을 변환하는 효소활성량을 말하며 1 kat = 6 x 107IU이다. 효소의 농도는 1㎖ 중의 효소를 단위수로 표시한다.

2) 효소의 비활성(specific activity)

효소 1mg 당의 국제단위(IU)로 나타내며 신국제단위에서는 효소 1kg 당의 katal(kat)수로 나타낸다. 효소의 비활성은 효소제품의 순도를 나타내는 것으로 효소의 정제가 진행됨에 따라 비활성이 증가하고 최후에는 일정하게 된다.

3) 효소의 분자활성(mol 활성; molecular activity)

1분간에 효소 1분자가 생성물로 변환하는 기질분자의 수를 말한다. 효소의 초기농도를 [E]0라 하면 효소의 최대반응속도 Vmax = κ[E]0로 되며 κ가 분자활성에 해당한다. 즉 κ = Vmax/[E]0로 된다. Carbonate dehydratase의 분자활성은 κ = 107분자/min으로 활성이 큰 효소라는 것을 나타내고 있다. 이전에는 대사회전수 또는 turnover number라 하였다.

4) 촉매중심활성(활성중심 활성: catalytic center activity)

효소분자의 활성중심 1개당 1분간에 생성물로 변환시키는 기질분자의 수를 말하며 활성중심이 여러개인 경우에는 분자활성을 활성중심의 수로 나눈 값을 말한다.







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