안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
일반적인 화학 촉매와 생체촉매인 효소는 반응 속도를 빠르게 해준다는 공통점이 있지만 작동 방식과 조건에서 큰 차이를 보입니다. 금속이나 화합물로 이루어진 일반 화학 촉매는 반응을 일으키기 위해 대개 수백 도 이상의 높은 온도와 강한 압력, 혹은 강산이나 강염기 같은 극단적인 환경을 필요로 합니다. 반면 단백질로 구성된 효소는 우리 몸속처럼 체온 수준의 온화한 온도와 중성 상태의 수소이온농도, 그리고 대기압 상태에서도 복잡한 화학 반응을 완벽하게 수행합니다. 또한 화학 촉매에 비해 반응 속도를 최대 수십억 배까지 촉진할 만큼 효율이 압도적이며, 자물쇠와 열쇠처럼 오직 특정 구조를 가진 반응물하고만 결합하는 정교한 기질 특이성을 가집니다.
생체 내에서 효소가 중요한 이유는 생명 유지를 위한 대사 작용이 세포가 파괴되지 않는 안전한 조건에서 끊임없이 일어나야 하기 때문입니다. 예를 들어 세포 호흡 과정에서 치명적인 독성을 가진 과산화수소가 부산물로 생성되는데, 우리 몸속의 카탈레이스라는 효소는 이를 물과 산소로 순식간에 분해하여 세포를 보호합니다. 만약 이 효소가 없다면 세포는 독성 물질에 의해 즉시 사멸하게 됩니다. 이처럼 효소는 생명체가 혹독한 환경을 조성하지 않고도 안전하고 정밀하게 에너지를 얻고 유전 정보를 복제하며 살아갈 수 있도록 만드는 필수적인 존재입니다.