생체 내에서 일어나는 효소 반응이나 단백질의 구조적 안정성에 있어서 PH가 중요한 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 생체 내에서 일어나는 효소 반응이나 단백질의 구조적 안정성에 있어서 PH가 중요한 이유는 무엇이며 이와 같은 현상이 산 염기 평형과 어떠한 관련이 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 질문해주신 것과 같이 생체 내에서 pH가 효소 반응과 단백질 구조 안정성에 중요한 이유는, 단백질과 효소가 가진 이온화 가능한 곁사슬의 상태가 pH에 따라 달라지고, 이로 인해 구조적 안정성과 촉매 활성이 크게 영향을 받기 때문입니다. 단백질은 아미노산으로 이루어져 있고, 아미노산의 곁사슬에는 –COOH, –NH₂, –OH, –SH 같은 이온화 가능한 작용기가 있는데요 pH가 변하면 이 작용기들에 변화가 생깁니다. 그 결과 수소 결합, 이온 결합, 소수성 상호작용 등이 바뀌면서 단백질의 3차원 구조가 안정되거나 무너질 수 있으며 극단적인 경우 단백질이 변성되어 기능을 잃을 수도 있습니다. 또한 효소의 활성 부위에는 반응을 촉매하는 데 중요한 아미노산 곁사슬이 자리하고 있는데요 예를 들어, 히스티딘(His)의 이미다졸기나 아스파르트산(Asp), 글루탐산(Glu)의 카복실기, 라이신(Lys)의 아미노기가 전자 주고받기에 핵심 역할을 하며 이 작용기들의 해리 상태는 pH에 따라 달라지므로, 효소가 기질을 안정적으로 결합하고 반응을 촉매하는 능력도 특정 pH 범위에서만 최적화됩니다. 따라서 각 효소는 고유한 최적 pH를 가지기 때문에 단백질의 구조적 안정성에 있어서 pH는 중요한 것입니다. 감사합니다.
안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.
단백질의 입체구조는 단백질의 성능을 나타내는데 중요한 역할을 하게 됩니다. 이 단백질의 입체구조를 유지하는 것이 바로 ph 농도익 때문 입니다.
효소도 단백질이기 때문에 ph 가 변화하면 효소의 형태가 제대로 유지되지 않아 반응과 기능이 제대로 하지 않아 신체에 악영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 그래서 신체내에서는 산염기의 평형을 이루기 위해 다양한 기관이 관여를 하고 있습니다
그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다~! 더 궁금한게 있으시면 언제든지 문의 주십시요:)