[일반생물학실험]온도와 pH가 효소작용에 미치는 영향 2부

실험 결과

1. 결과 DATA

1) 1～5번 각 시험관을 관찰하고, 그 변화를 표에 적으시오.

Time Test tube	10 min	15 min	20 min
1. pepsin in 37℃	변화없음	변화없음	조금얇아짐
2. pepsin(pH2) in 37℃	크기감소	크기감소 (얇아짐)	거의없어짐(곧없어짐)
3. pepsin(pH2) in ice	변화없음	변화없음	조금얇아짐
4. H2O(pH2) in 37℃	변화없음	변화없음	변화없음
5. pepsin(pH7) in 37℃	변화없음	변화없음	변화없음

Time Test tube	25min	30min
1.pepsin in 37℃	변화없음	변화없음
2.pepsin(pH2) in 37℃	없어지기 직전	하나남음
3.pepsin(pH2) in ice	변화없음	변화없음
4.H2O(pH2) in 37℃	변화없음	변화없음
5.pepsin(pH7) in 37℃	변화없음	변화없음

토의 사항

1. 실험 고찰

1) 1과 2, 2와 3, 2와 4, 2와 5를 비교해서 알수 있는 효소작용에 미치는 영향을 설명하라.

1-2	1번과 2번의 차이점은 다른 조건은 동일한데 Pepsin 용액의 pH범위 였다. 보통의 Pepsin용액은 pH4를 나타내지만 2번은 Pepsin 용액에 HCl acid를 첨가해 pH2를 나타내었다. 효소는 단백질이며 pH의 변화에 따라 내부의 수소결합 등에 영향을 주며 따라서 미세구조가 변하게 된다.  각각의 효소는 그 효소가 작용하기에 알맞은 최적 pH가 있는데 Pepsin의 최적 pH가 pH2이므로 2번 pH2 조건에서 펩신이 가장 활발하게 반응하게 된다. 그러므로 1번의 변화가 없는 반면 2번은 흰자 한 조각만 남게 되었다.
2-3	2번과 3번의 차이점은 다른 조건은 동일한데 온도조건만 달랐다. 2번은 37℃였고 3번은 차가운 물이였다. 단백질은 약 37℃에서 최대의 활성을 나타내고 온도가 낮아질수록 효소의 활성이 떨어진다. 그리고 37℃의 범위를 넘어가게 되면 효소가 파괴되어 활성이 없어지기도 한다.  그렇기 때문에 2번은 효소반응의 최적화된 온도 조건 이였기에 효소작용이 활발했지만 3번은 효소의 활성이 나타내기 어려운 조건 이였기 때문에 반응이 크게 나타나지 않았다.
2-4	2번과 4번의 차이점은 Pepsin용액과 증류수의 조건 이였다. 펩신은 생체 효소의 일종으로 단백질의 소화에 관여하는 효소이고, 효소는 화학반응에서 반응속도를 빠르게 하는 단백질이므로 4번 증류수 보다 2번이 화학반응이 잘 나타나게 된다.
2-5	2번과 5번의 차이점은 pH범위였는데 2번은 Pepsin용액은 pH4정도를 나타내고 5번은 pH7을 나타냈다. 펩신은 분비기관과 기능에 따라 산성을 나타내고 분비되는 펩신의 경우 pH 2 정도의 산성에서 활성이 가장 크다.  이처럼 1번의 약산과 5번의 중성의 경우 변화가 나타나지 않고 약산에서의 활동이 미세하게 활발하다는 걸 알 수 있다.

2) 단백질은 산, 알칼리 또는 단백질 분해효소(예: 펩신, 트립신, 키모 트립신)에 의하여 가수분해 되어 결국 아미노산으로 된다. 이때 어떤 pH의 범위가 효소의 활성에 영향을 주며, 높은 온도는 효소활성에 얼마나 큰 효과를 미치는가에 대하여 알아보자.

효소는 그 효소가 작용하기에 알맞은 최적 pH가 있고, 최적 pH는 각 효소마다 다르다. 위액의 성분인 펩신은 pH 2에서 가장 활발하게 반응하게 되고, 이자액인 트립신의 최적 pH는 8으로 염기성이고 pH8 인 소장에서 트립신은 가장 활발하게 반응 하게된다. 키모 트립신은 최적 pH가 7~8일 때 효소의 활성이 잘 나타난다. 또한 아밀라제 같은 침에 있는 효소도 pH7인 중성에서 잘 작용한다. 

그리고 온도가 올라가면 활성화 에너지 이상의 에너지를 가진 분자들이 많아지기 때문에 일반적으로 온도의 상승은 효소-촉매 반응의 속도를 증가시킨다. 하지만 온도가 너무 높아지면 효소들은 불활성화 되거나 변성된다. 일반적으로 40～50℃가 되면 대부분의 단백질들은 변성이 된다. 따라서 최적 온도 이상이 되면 효소의 활성이 저해되고 반응 속도가 감소한다. 대개의 소화효소는 60℃ 이상에서 효소의 기능이 없어진다.

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