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*효소
활성화에너지란 반응물이 화학반응을 하기 위해 (전이상태로 전환하기 위해) 필요한 에너지를 말하고, 효소는 왼쪽의 적색그래프를 오른쪽의 청색그래프처럼 활성화에너지를 낮춰 반응을 촉진하는 촉매역할을 하는 물질이다.
위 그래프는 반응 분자의 운동에 네루 기인당 기질 수를 나타낸 것이다.그래프가 x축으로 이루는 넓이는 전이 상태의 기질 수를 의미한다.효소를 처리하고 활성화 에너지가 Ea에서 Ea’에 감소하면 그래프가 x축으로 이루는 넓이도 증가한다(=전이 상태의 기질 수가 증가한다).
효소는 단백질이므로, 온도와 pH에 의해서 활성이 크게 바뀌어, 효소마다 최적 온도와 최적 pH를 갖는다.많은 소화 효소, 가수 분해 효소는 단백질로만 구성된 반면 보조 인자라는 단백질이 붙어 처음 활성을 나타내는 효소도 있다. (이 경우 단백질 부분은 주로 효소라고 한다.)보조 인자에는 Fe2+, Cu2+등의 금속 이온과 NAD+, NADP+등의 보조 효소가 있다. 이들이 주 효소와 공유 결합된 것을 보궐 분자단이라는.
*효소의 작용 원리
효소(E)에 결합하는 물질을 기질(S)이라고 한다.효소는 기질과 특이적으로 결합하고 효소-기질 복합체(ES)을 형성하여 생성물(P)이 만들어지는 것으로 분리되어 다른 반응에 참여한다.
효 효소의 종류
산화 환원 효소(oxidoreductase)e/H+를 첨가하거나 제거하는 산화 환원 반응 촉진 ex)탈수소 효소, 산화 효소, SOD전달 효소(transferase)특정 기질에서 작용기 전달 ex)인산화 효소, 메틸화 효소, 아세틸화 효소, 가수 분해 효소(hydrolase)것의 분자를 첨가하여 화학 결합 분해 효소(hydrolase)것의 분자를 첨가하는 동시에 화학 결합 분해 효소(hydrolase)의 말 토오스 전환 ex)6편당 이성질체화 효소(포도당 6인산)연결 효소(합성 효소)(ligase)ATP또는 3인산 뉴클레오티드에서 인산기를 분해하고 방출되는 에너지를 이용하고 2개의 기질 연결 ex)시트르산 합성 효소, 피루브산 카르복시화 효소
·효소 촉매 반응에 사용되는 촉매 반응기
효소는 어떻게 기질을 전이 상태로 하는가에 대한 내용이다. ①산-염기 촉매:산에서 H+를 받거나 염기에서 H+를 빼앗기고 반응을 촉진한다.② 공유 결합성 촉매:효소가 기질과 일시적으로 공유 결합을 형성하고 반응을 촉진한다.③ 금속 이온 촉매:기질의 뒤 전하를 안정화하거나 금속 이온의 산화를 이용하고(친핵성체를 불러일으키고)반응을 촉진한다.④ 접근효과 : 기질이 효소의 촉매작용기와 접촉하여 움직임을 제한하고 반응에 적절한 방향을 갖도록 결합시킨다.⑤ 정전기적 촉매 : (정리에 없지만 추가) 옆의 작용기 (주로 아미노산 잔기)의 전하가 서로 영향을 주고받으면서 기질의 전이 상태를 안정화 시킬 수 있다.
• 결합 상수 / 해리 상수 / 결합 률
결합 상수는 효소에 결합하는 기질 친화력이다. 당연히 결합상수 값이 클수록 효소에 대한 기질의 친화력은 크다.분해상수는 결합상수의 역수로, 효소로부터 기질이 얼마나 잘 분리되는지를 나타내는 정수이다. 따라서 분해상수 값이 작을수록 효소에 대한 기질의 친화력은 크다. P+LPL로 P를 단백질(효소), L을 리간드(기질)로 하면 결합상수(Ka)와 해리상수(Kd)는 다음과 같이 구할 수 있다.기질의 친화력을 나타낼 때는 결합상수에서 분해상수(Kd)를 이용한다.
결합률(θ)은 효소의 결합자리에서 기질이 결합된 결합좌가 차지하는 비율이다.
위의 결합곡선은 이며 [L]=K d 일때θ=0.5 이다.해리곡선이 왼쪽으로 이동하면(청색곡선) Kd값이 감소하므로 친화력이 증가한 것이고, 해리곡선이 오른쪽으로 이동하면(적색곡선) Kd값이 증가하므로 친화력이 감소한 것이다.