효모(酵母)와 효소(酵素)
지난 호에서 발효(fermentation)의 원리를 이용한 술과 식품의 제조와 그 원인이 효모로 밝혀진 경위, 효모 제품의 생리활성 등에 대해 살펴보았다.
효모(酵母)란 말 그대로 '각종 효소(酵素)의 어머니'라고 했는데 이번 호에서는 효소(酵素) 제품에 대해 살펴볼까 한다. 아마 우리나라에서 건강기능식품의 효시(嚆矢)는 80년대 초에 소개된 현미효소, 율무효소등이다. 수십년동안 의약품으로서 국민의 사랑을 받아 오던 거대 제품 중에 특히 소화효소를 함유한 것이 많아 약사들에게는 친근한 재료이다.
효소의 특성
효소(酵素, enzyme)란 '생물체 내에서 각종 화학반응을 촉매(觸媒)하는 단백질'로 정의된다. 모든 화학반응은 반응물질 외에 미량의 촉매가 존재함으로써 반응 속도가 현저히 커지는데, 생물체 내의 모든 화학반응이 이 촉매에 의해 속도가 빨라진다.
다만 무기 반응의 촉매와는 달리 생물체 내의 촉매는 모두가 단백질이다. 따라서 생물체 내의 촉매를 특히 효소라고 부른다. 효소의 특성을 몇가지로 요약하면 첫째, 효소는 세포내에 존재하며 각 효소는 한 종류의 반응에만 작용한다(기질특이성).
둘째, 고분자의 단백질로 이루어져있으며 기질특이성은 바로 단백질의 3차 구조에 기인한다. 셋째, 대부분의 효소들은 비단백질 성분인 보조인자(철이나 아연같은 금속이온의 존재)의 도움으로 촉매작용을 한다. 넷째, 대략 인체와 비슷한 온도(대개의 경우 35∼45℃사이)에서 가장 활성화 된다. 다섯째, 효소는 활성화 에너지를 낮추어서 생체반응을 촉진시키는 역할을 한다는 점이다. 이러한 특성 중 기질특이성과 생체촉매작용에 대해 살펴보자.
기질특이성(基質特異性)
마치 자물쇠와 열쇠의 관계처럼 공간적 입체구조가 꼭 들어맞는 것끼리 결합하여 그 결과 기질이 효소와 화학반응을 일으키는 것을 기질특이성이라 한다. 비교적 잘 알려져 있는 것이 소화효소(消化酵素)인데 침 속에 있는 프티알린(ptyalin)은 녹말만을 말토오스로 분해하는 촉매작용을 가지고 있고 또 위 속의 펩신(pepsin)은 단백질만을 가수분해한다. 프티알린은 분자의 입체구조가 녹말 분자와 꼭 들어맞는 구조를 하고 있어서 녹말만을 분해하는 것이며 펩신은 단백질 분자와 꼭 들어맞는 구조를 하고 있어서 위와 같은 기질특이성이 생기는 것이라고 이론적으로는 해석한다. 이런 특성 때문에 기질의 종류만큼 효소의 종류도 수없이 많다. 더욱이 고등동물인 인체내에 존재하는 효소의 종류는 헤아릴 수 없을 정도이다. 초기에 몇몇 효소들이 하나씩 발견되었을 초기에는 프티알린·펩신 등은 원칙없이 명명되었지만 생체물질대사가 깊이 연구됨에 따라 수없이 많은 효소들이 발견되었기 때문에 생물학자들은 이 많은 효소들을 체계적으로 분류하는 방법을 연구하여 현재 국제적 규약에 따라 효소를 분류·명명한다.< 저작권자 © 약국신문 무단전재 및 재배포금지 > |
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