효소가 특정 분자만을 인식하고 활성화 에너지를 낮추는 원리는 무엇인가요?

Question

우리 몸속의 단백질 분해 효소는 위장에 들어온 고기는 분해하지만 위벽 자체를 무작위로 녹이지는 않으며, 특정 효소는 오직 한 종류의 물질하고만 반응한다고 합니다. 이렇게 효소가 특정 분자만을 인식하고 활성화 에너지를 낮추는 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

효소는 우리 몸속에서 다양한 물질 대사를 촉진시켜주는 아주 중요한 물질입니다. 효소가 어떻게 원하는 분자와만 반응하고, 화학 반응에 필요한 활성화 에너지를 낮추는지 원리를 설명해 드리겠습니다.

효소가 특정 반응물하고만 반응하는 원리는 효소 표면에 있는 활성 부위라는 특수한 3차원 입체 구조 덕분입니다. 기질이 효소의 활성 부위에 접근하면, 효소가 기질의 모양에 맞추어 입체 구조를 살짝 변형시키며 기질과 완변하게 결합합니다. 활성 부위 안쪽에는 아미노산 잔기들이 배열되어 있어 다양한 화학적 성질까지 완벽히 일치해야만 효소-기질 복합체가 형성됩니다. 생명체 내에서 물질 대사가 일어나려면 화학 반응에 필요한 최소한의 에너지인 활성화 에너지 필요합니다. 효소는 이 활성화 에너지를 낮추어 화학 반응 속도를 빠르고 쉽게 진행되도록 도와주는 역할을 합니다. 반응물이 낮춰진 활성화 에너지 장벽을 넘어 생성물로 진행되면 효소는 다시 원래 상태로 되돌아 갑니다. 효소는 반응에 참여하지 않았기 때문에 재사용이 가능 한 것이죠.