효소와 산화환원에 대하여 ....

[양서화]

효소와 산화환원에 대하여 .... 

 1. 효소

효소의 구성과 기능

(1) 생체 반응과 효소   생체반응은 단계적으로 일어나고, 각 단계마다  효소가 관여하며,
                     에너지 대사에는 ATP가 관여. 세포에서 합성된 생체 촉매인 효소는 활성화
                     에너지를 감소시켜 화학 반응을 촉진.

     

(2) 효소의 구성  단백질만으로 구성(펩신 ,아밀라제 등)되거나, 주효소인 단백질과 조효소인
                        비단백질로 구성.

(3) 효소의 기능                                   

                     효소(E) + 기질(S) ⇒ 효소-기질(E-S)복합체 ⇒ 효소(E) + 산물(P)

    ① 효소는 기질과 결합하여 효소-기질(E-S)복합체를 형성하여 활성화 에너지를 감소시킴
        으로써 반응이 쉽게 진행될 수 있게 함.
    ② 기질이 반응 산물로 변한 후 효소는 분리되어 여분의 기질과 다시 반응.
    ③ 효소의 반응은 생성된 산물에 의해 억제됨으로써 조절됨. 
 

효소의 성질
 

(1) 기질 특이성  한 효소는 특정한 기질에만 작용하며, 그 관계는 열쇠(효소)와 자물쇠(기질)의
                        관계와 유사. 기질과 유사한 구조를 가진 저해제는 효소의 활성부위에 결합
                        하여 효소의 기능을 저해.

   

(2) 효소의 활성에 영향을 주는 요인

  ① 효소의 농도 : 기질의 농도가 높고, pH, 온도 등이 일정할 때, 반응율은 효소의 농도에 비례.
  ② 기질의 농도 : 효소의 농도가 일정할 때, 일정한 범위 내에서 기질의 농도가 증 가하면
                          반응율도 증가하나 그 이상에서는 일정한 상태를 유지.
  ③ 온도 : 0∼40℃ 사이에서는 온도가 10℃ 상승하면 반응율은 2배씩 증가. 35∼40℃에서
               효소의 활성이 최대, 그 이상의 온도에서는 주성분인 단백질의 분자 구조가 변하여
               효소의 기능 상실.
  ④ pH : 온도 조건이 일정할 때, 모든 효소는 좁은 pH 범위에서 효율적으로 적용하고 최적
             pH에서 효소의 기능이 최대가 되는데, 적정한 pH 범위를 벗어나면 효소의 구조가  
             변하여 그 기능 상실.

   

효소의 종류
(1) 가수 분해 효소   물의 도움을 받아 기질을 분해(소화 효소).
(2) 산화 환원 효소   산화 환원 반응 촉진(탈수소 효소, 산화 효소)
(3) 전이효소   기질의 원자단을 다른 기질에 전달(아미노기 전이 효소)
(4) 합성 효소   APT를 소모하면서 물질을 합성(시트르산 합성 효소)
(5) 이성질화 효소   기질 내의 원자 배열을 변경(이소머라아제)

(6) 제거(분해)효소   기질을 분해(디카르복실라아제

2. 생체 내의 산화 환원

산화 환원 반응

일어나는 세포내 장소 : 미토콘드리아, 엽록체

(1) 산화 반응과 환원 반응은 동시에 일어나므로 산화 환원 반응이라고 하며, 세포에서는 효소가
     관여하고 화학 에너지의 출입이 따름.

(2) 어떤 물질이 산소와 결합하거나, 수소를 잃거나, 전자를 잃는 경우를 산화라고 하며,
     그 반대의 경우를 환원이라고 한다.

생체내 산화 환원의 특징

(1) 탈수소 효소와 조효소에 의한 산화 환원   탈수소 효소에 의해 기질에서 수소가 이탈되고,
              이탈된 수소는 수소 수용체인 조효소에 전해진다. 이 수소는 산화력이 강한 수소
              수용체에 차례로 전달되면서 화학 에너지가 방출되어 APT의 합성에 쓰임.

(2) 전자 전달계에 의한 산화 환원 : 전자에 대한 친화성이 작은 물질과 큰물질 사이에서 전자를
               주고 받을 때 산화 환원 반응이 일어나며, 이때 방출된 에너지에 의해 ATP가 합성됨

(3) 장점 : 단계적으로 반응이 일어나서 에너지가 조금씩 방출되거나 흡수되기 때문에 세포의
               손상을 막을 수 있고, 에너지 효율을 증가시킬 수 있다.