효소 - 기능 및 유형

핵심 개념

이 기사에서는 가장 중요한 생체 분자 중 하나의 기능, 역학 및 유형에 대해 배웁니다 :효소

효소는 무엇입니까?

효소는 세포에서 화학 반응을 촉진하는 것을 담당하는 생체 분자의 종류입니다. 효소는 세포에서 가장 중요한 생화학 적 변화를 허용하기 때문에 삶을 가능하게합니다. 실제로, 효소가 없으면, 세포 호흡, 광합성 및 단백질 합성과 같은 중요한 과정은 발생하지 않을 것이다. 실제로, 효소의 유용성은 분자 클로닝 및 PCR과 같은 연구에서 중요한 과정에서 사용할 수있게한다.

대부분의 효소는 단백질입니다. 이들 효소는 모든 단백질과 마찬가지로 펩티드 결합에 의해 연결된 아미노산으로 만들어진다. 모든 단백질과 마찬가지로, 효소는 극한 조건에서 변성 할 수 있습니다. 그러나, 생화학 자들이“리보 자임”이라고 부르는 리보 핵산 (RNA)으로 만들어진 많은 효소가 존재한다. 흥미롭게도, 많은 효소는 주로 아미노산으로 만들어 지지만 효소의 기능에서 중요한 역할을하는 금속 양이온 또는 유기 물질로 만든 추가 부착 성분을 가질 수 있습니다. 생화학 자들은 유기 비 단백질 구조 성분을“보철 그룹”이라고 부릅니다.

보철 그룹 외에도 효소는 또한“코 서브 스트 라이트”라는 주요 반응물 외에 반응에 참여하기 위해 분자가 필요할 수 있습니다. 종합적으로 생화학 자들은“보조 인자”라는 용어를 사용하여 효소가 사용하는 코비 스트레이트, 보철물 및 금속 양이온을 포함합니다.

효소는 그룹으로서 광범위한 구조적 다양성을 가지며 생화학 자들은 다양한 모양과 크기로 효소를 관찰했습니다. 이 다양성은 생명에 필요한 방대한 양의 화학 반응으로 인해 효소가 제공하는 광범위한 기능을 반영합니다.

효소는 무엇을합니까?

앞에서 언급 한 바와 같이, 효소는 반응 촉매의 중요한 기능을 수행한다. 다시 말해, 효소는 느린 속도 결정 반응을보다 쉽게 만들어 전체 반응 사슬의 속도를 높입니다. 효소 가이 목적을 달성하는 방식은 그들의 구조와 직접 관련이 있습니다.

활성 사이트

모든 효소는 활성 부위라고 불리는 중요한 구조를 가지고 있으며, 여기에는 원하는 반응물이 결합합니다. 유기체는 하나의 특정 반응을 수행하기 위해 효소를 구축하는 경향이 있는데, 이는 효소의 활성 부위가 반응의 반응물에 결합하면 될 뿐이며 다른 것은 없음을 의미합니다. 이로 인해 효소의 활성 부위는 일반적으로 높은 기질 특이성을 가지며, 이는 반응의 반응물만이 활성 부위에 화학적으로 결합 할 수 있음을 의미합니다. "기판"은 생화학자가 효소에 결합하는 원하는 분자를 설명하는 데 사용하는 기술 용어입니다.

또한 효소의 기질 특이성은 활성 부위의 화학에서 나오기 때문에 효소의 기질은 특정 방향으로 결합해야합니다. 기판의 화학 그룹은 효소에 결합하기 위해 특정한 방식으로 활성 부위의 화학 그룹과 상호 작용해야합니다.

활성 부위는 특정 배향의 기질 만 결합하기 때문에, 이는 효소가 키랄 기질의 특정 입체 이성질체에 특이성을 가질 수있게한다.

기판이 활성 부위, 효소의 형태 또는 생화학 적 구조를 채우면 변화합니다. 이것은 기질을 쉽게 이동하여 원하는 반응이 쉽게 일어날 수 있도록합니다.

일반적으로, 효소-촉매 된 반응은 화학 결합을 파괴하고 형성하는 것을 포함한다. 이를 위해, 효소의 형태 변화는 분자의 일부를 분리하여 결합을 파괴하고 다른 구조를 결합하여 결합을 형성하는 효소 구조를 포함하는 경향이있다.

전환 상태

앞에서 언급 한 바와 같이, 효소는 가장 큰 반응 용이성을 위해 기질을 조종하여 반응을 가속화한다. 화학자들은 반응의 "전이 상태"를 보면서이 현상을 이해합니다. 그러나, 분리 가능한 분자가 아니라, 전이 상태는 대신 한 순간에만 존재하는 생성물과 반응물 사이의 필요한 단계를 나타냅니다.

모든 반응에는 전이 상태가 있으며이 상태의 화학은 그 속도를 결정합니다. 수명이 짧기 때문에 전이 상태는 제품과 반응물 모두보다 훨씬 높은 에너지와 안정성이 훨씬 적습니다. 따라서, 반응이 반응물로부터 생성물로의 에너지의 순 방출을 포함하더라도, 반응물은 여전히 반응이 시작되기 위해 약간의 에너지를 흡수해야한다. 화학자들은 일반적으로 에너지 다이어그램을 사용하여 이것을 묘사합니다. 에너지 다이어그램은 반응물이 에너지 언덕을 오르기 위해 전이 상태에 도달하기 전에 에너지를 내려야합니다.

효소가 들어오는 곳은 다음과 같습니다. 효소의 활성 부위의 구조는 전이 상태를 안정화시키기 위해 특별히 설계되었습니다. 종종, 효소는 활성 부위의 상보 적 그룹으로 가장 반응적이고 불안정한 그룹을 차폐하여이를 수행합니다.

전이 상태를 안정화시킴으로써 효소는 전반적인 전체 에너지를 낮추게한다. 이것은 반응의 에너지 장벽을 낮추어 더 빠른 속도로 진행할 수있게한다. 앞에서 언급했듯이,이 촉매는 중요한 생화학 적 반응이 생명이 존재하기에 충분히 빠른 속도로 발생할 수있게한다. 정상 상태 근사치는 대부분의 효소 촉매 반응에 적용됩니다.