5. 효소와 기질이 만나는 방법

[자유인]

5. 효소와 기질이 만나는 방법

생명현상은 효소와 기질의 만남에서 비롯된다!

<효소와 기질이 만나는 방식 2 가지>

(1) 하나의 기질이 둘로 나뉘는 방식

효소와 기질이 만나면 서로 잠깐 결합한다. 그림은 효소와 기질이 만나는 모습이다. A라는 기질이 효소를 만났다가 B와 C의 둘로 갈라지는 모습이다.

(2) 두 개의 기질이 효소와 만나 하나의 기질이 되는 방식

두 그림을 보면 우선 기질보다 효소가 훨씬 크다. 효소가 기질을 품에 안는 것처럼 느껴질 정도로 효소가 크다. 다음으로 기질과 효소의 모습에 들어맞는 부분이 있다. 이 부분을 활성부위라 한다.

<효소와 기질이 만나는 방법>

(1) 열쇠와 자물쇠 설

기질과 효소가 만나는 부위가 열쇠와 자물쇠처럼 딱 들어맞아야 한다는 설이다. ‘하나의 자물쇠를 열 수 있는 열쇠는 하나밖에 없다’는 주장이다. 아밀라아제는 녹말하고만, 카탈라아제는 과산화수소하고만 반응할 수 있다.

(2) 결합하는 과정에서 모양이 맞게 된다는 설

밀가루 반죽에 주먹과 비슷한 크기의 구멍을 만들어 놓고 난 뒤에 밀가루 반죽을 주먹으로 누르면 주먹과 밀가루 반죽 사이에 틈이 없어진다. 왜냐하면 밀가루 반죽의 모양이 바뀌기 때문이다. 여기서 주먹은 기질이고 밀가루 반죽은 효소라고 할 수 있다. 기질이 변하는 것이 아니라 효소가 기질에 맞도록 변형된 것이다. 이 경우에도 효소가 아무 기질하고나 결합하는 것은 아니고 자신과 반응하는 기실이 정해져 있다. 자신에 맞는 기질과 결합해야만 모양이 알맞게 변형되어 효소로서의 기능을 할 수 있다.

이 주장이 열쇠와 자물쇠 설과 다른 점은 효소가 경직되어 있는 것이 아니라 다소 유연하게 모양을 바꿀 수 있다는 점이다.

<조효소, 효소 도우미>

효소와 기질이 결합하는 데는 서로 만나는 부분의 모양이 중요하다. 마치 열쇠와 자물쇠처럼 모양이 서로 맞아야 하는 것이다. 그런데 어떤 효소는 기질과 모양이 딱 맞질 않아서 자신을 도화주는 도우미 효소가 있어야 한다. 이 도우미 효소를 ‘조효소’라고 한다.

보통효소는 단백질로 구성된다. 하지만 조효소는 단백질이 아니다. 그것은 비타민이다. 비타민이 하는 대부분의 일은 바로 도우미 효소 역할이다.

도우미 효소, 즉 조효소는 단 한 가지 종류의 효소만 돕는 게 아니다. 조효소는 여러 종류의 효소를들을 도울 수 있다. 비타민은 많은 양이 필요하지는 않다. 하지만 대부분의 비타민은 우리 몸에서 만들어지지 않기 때문에 부족하지 않게 섭취해야 한다. 적은 양이 필요하지만 부족하기 쉬운 영양소가 바로 비타민이다.

<효소 방해하기>

효소와 기질이 만나는 자리에 기질과 비슷한 놈이 미리 와서 자리를 잡게 되면 기질이 효소와 결합할 수 없게 된다. 이 가짜 기질은 진짜 기질과 효소를 놓고 경쟁하는 사이가 된다.

설파제라는 약은 각종 세균에 의한 질병의 치료제로 이용되는데, 세균의 효소와 결합하는 기질과 비슷하기 때문에 세균의 효소와 결합하여 필요한 물질이 생기지 않도록 한다. 설파제 때문에 세균을 살아가는 데 꼭 필요한 물질을 얻지 못하여 죽게 된다.

효소를 방해하는 또 다른 경우도 있다. 효소의 옆구리 쪽에 어떤 물질이 달라붙는다. 그러면 효소의 모습이 조금 바뀌게 된다. 이런 경우에도 기질이 효소와 잘 결합할 수가 없게 된다.