열이나 화학 약품에 의해 단백질이 어떻게 변하는 이유가 궁금합니다.

Question

생달걀을 삶으면 투명하던 흰자가 불투명한 고체로 변하고, 미용실에서 파마를 하면 직모가 곱슬머리로 영구적으로 바뀝니다. 열이나 화학 약품에 의해 단백질이 어떻게 변하는 이유가 궁금합니다.

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안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

달걀을 삶는 것과 미용실에서 파마를 하는 현상은 모두 단백질의 구조 변화라는 입체 화학적 원리로 설명됩니다. 단백질은 아미노산이 길게 연결된 사슬이 복잡하게 접혀 3차원 입체 구조를 이루고 있는데, 어떤 결합을 어떻게 건드리느냐에 따라 나타나는 결과가 전혀 다릅니다.

달걀 흰자의 주요 성분은 알부민이라는 단백질입니다. 평소에는 약한 결합 덕분에 동글동글하게 말려 있어 물에 잘 녹는 투명한 액체 상태를 유지하지만 높은 열에너지가 가해지면 단백질을 동그랗게 유지해 주던 약한 결합들이 모두 깨지면서, 꽁꽁 뭉쳐 있던 단백질 사슬이 풀어집니다.

머리카락은 케라틴이라는 단단한 단백질로 구성되어 있는데, 케라틴에는 황 원자끼리 아주 강하게 연결된 이황화 결합이 촘촘하게 박혀 있어 모양이 잘 변하지 않지만 파마약은 환원제로, 머리카락 속의 이황화 결합을 끊어내고 머리카락 단백질은 유연하고 흐물거리는 상태가 됩니다. 그리고 중화제를 바르면 끊어졌던 황 원자들이 어긋난 새 위치에서 다시 결합하고, 머리카락이 고정되어 영구적인 곱슬머리가 됩니다.