[스크랩] 촉매와 효소반응

촉매와 효소반응

1. Purpose

효소 반응을 이해하고 전분 가수분해 효소인 α-amylase와 단백질 분해효소인 pectin의 활성이 온도와 pH 조건에 따라 어떤 영향을 받는지 조사하고, 최적 조건을 알아본다.

2. Therory

1) 효소

효소는 생물학적인 촉매로 화학 반응을 촉진시키는 물질이다. 촉매란 자신은 변하지 않으면서도 화학반응 속도를 빠르게 또는 느리게 하는 작용을 하는 물질로서 효소와 기질(반응 물질)의 복합체를 형성함으로써 기질 분자의 구조를 변화시킬 수 있는 활성화 에너지를 갖는다.

효소(enzyme) + 기질(substrate) → 효소-기질 복합체 (enzyme-substrate complex) → 효소(enzyme) + 산물(product)

 

 

 

화학반응의 속도는 반응물이 어느 정도의 에너지를 받아 활성화되는 활성화 에너지에 의해서 결정이 된다. 활성화 에너지를 공급하기 위하여 열을 공급하면 일반적으로 반응이 빨리 진행되지만, 생체의 경우에는 일정한 온도에서 반응이 일어나기 때문에 효소의 역할은 활성화 에너지의 공급보다는 활성화 에너지를 낮춤으로서 반응의 속도를 빠르게 하는데 있다.

 

 

 

 

<그림 2. 활성화 에너지 그래프>

 

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3) 효소의 기질 특이성

효소는 촉매로 작용하는 반응의 범위가 상당히 제한되어 있다. 즉, 일반적인 촉매는 어느 특정한 반응에만 촉매로서 작용하는 것이 아니고 그와 유사한 일련의 반응에도 촉매로 작용하나 효소는 특정 기질에만 촉매로서 작용한다. 이와 같이 한 효소가 어느 특정한 기질에만 작용하는 것을 기질 특이성이라 하며, 효소에 따라 기질 특이성 범위는 차이가 있다.

 

★ 효소의 특징

1. 효소의 주성분은 단백질이다.

2. 각 효소는 특정한 기질과 반응한다.

3. 효소는 반응의 평형농도를 변화시킬 수는 없으나, 반응물을 더 빨리 평형농도에 도달하게 한다.

4. 효소는 자유에너지 변화에 영향을 주지 않는다.

5. 효소는 반응 후에도 변하지 않고 계속 작용한다.

 

 

펩신 (pepsin)

- 위(stomach)의 주세포(chief cell)에서 분비되는 소화효소(digestive enzyme)이다. 단백질(protein)을 펩타이드(peptide)로 분해하는 기능을 한다. 활성이 없는 펩시노겐(pepsinogen)으로 만들어져 저장되어 있다가 가스트린(gastrin)이나 미주신경(vagus nerve)과 같은 분비 신호가 오면 분비된다. 펩시노겐이 분비될 때 보통 벽세포(parietal cell)에 의한 염산 분비도 같이 이루어 진다. 평소에 활성이 없는 펩시노겐의 형태로 저장하는 것은 위 자체의 단백질이 펩신에 의해 분해되는 것을 막아준다. 단백질에서 페닐알라닌(phenylalanine)과 타이로신(tyrosine)과 같은 방향족아미노산(aromatic amino acid)이 있는 부분을 잘라내며 발린(valine), 알라닌(alanine), 글리신(glycine)과 같은 아미노산이 있는 부분은 분해하지 못한다. pH가 낮은 산성환경에서 활성도가 높으며, 최적의 활성은 pH3에서 나타난다.

 

3. Materials

달걀 흰자, 0.1N HCl, 0.1N NaOH, 펩신(50g/L), D.W

시험관, 비커, 유리, 슬라이드글라스, 알콜램프, 칼, 핀셋

 

 

4. Methods

① 달걀 흰자 약간을 슬라이드글라스 위에 넘치지 않게 붓는다.

② 흰자가 타지 않도록 주의하여 알콜램프 위에서 가열한다.

③ 굳은 달걀 흰자를 가로세로 7mm로 4개씩 잘라 시험관에 넣고 다음과 같은 용액을 넣은 뒤 정해진 온도에서 방치한다.

Ⓐ시험관 : 4ml 펩신용액-실온

Ⓑ시험관 : 4ml 펩신용액-37~45℃

Ⓒ시험관 : 4ml 펩신용액-0.1N NaOH 100ul

Ⓓ시험관 : 4ml 펩신용액-0.1N HCl 100ul

④ A~D시험관을 관찰하고 그 결과를 확인한다.

출처 : 이엠생명과학연구원

글쓴이 : 양서화 원글보기

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