효소가 하는 일은 무엇인가?

효소가 하는 일은 무엇인가?

 

1. 효소는 자기 자신은 변하지 않고 반응을 촉진한다. → 효소는 촉매작용을 한다.

2. 효소의 종류에 따라 작용 상대가 정해져 있다. → 효소에는 기질특이성이 있다.

3. 효소의 주성분은 단백질 → 때문에 고온에 약하고 산, 알칼리에 영향을 받는다.

 

 

 

 

 

 

♣ 효소의 큰 힘

 TV나 신문의 광고를 보면 ‘몸에 좋은 효소’, ‘효소파워 세제’, ‘효소 화장품’ 등 효소를 이용한 제품들을 쉽게 찾아볼 수 있답니다. 그런데 효소란 대체 무엇일까요?

우리는 매일 밥을 먹으면서 탄수화물과 단백질을 섭취하고, 몸속에서는 다시 그것들을 분해시킵니다. 고기를 먹으면 우리 몸은 고기의 단백질을 분해시켜 에너지로 활용할 수 있습니다. 그러나 인공적으로 단백질을 분해시키는 일은 사실 굉장히 어려운 일입니다. 그러나 우리 몸속에는 효소란 것이 있습니다. 효소는 단백질로 되어 있으면서, 몸속에서 일어나는 화학반응을 빠르고 쉽게 일어나도록 도와주는 물질이지요. 효소의 힘은 정말 굉장해서, 어떤 것은 정말 적은 양으로도 1초에 수만 분자에게 영향을 끼칠 수 있답니다. 우리 몸속의 효소 덕분에 음식을 소화시킬 수 있습니다.

♣ 효소는 좋은 중매쟁이

위에서 설명한 것처럼, 효소는 탄수화물이나 단백질을 분해하는 화학반응을 더욱 빠르고 쉽게 이뤄지도록 돕는 역할을 합니다. 특히 온도에도 민감해서 우리의 체온과 비슷한 온도에서 가장 활발하게 일을 해요. 그럼 이런 효소는 한 번 사용되면 사라지느냐? 그렇지는 않습니다. 효소가 사라지거나 소비되는 일은 없답니다. 자신은 전혀 변하지 않고 다른 반응을 돕는 것이 효소의 특징으로, 이런 활동을 촉매작용 이라고 부릅니다.

 

 마치 중매쟁이처럼 남자와 여자를 만나게 해서 결혼할 수 있게 옆에서 부추기는 역할을 하는 것이지요. 누군가의 소개가 아니었다면 만날 수도 없었던 두 사람이 중매쟁이 덕분에 자연스럽게 결혼까지 성공할 수 있는 거죠. 그렇다고 중매쟁이가 직접 결혼하는 것은 아니잖아요? 그저 결혼하도록, 즉 반응이 잘 일어나도록 촉진하는 것이 아니기 때문에, 또 다른 남녀를 발견하면 다시 결혼을 할 수 있도록 촉진시킬 수 있습니다. 중매쟁이 한 사람이 수십 쌍의 커플을 탄생시킬 수 있다는 말이지요. 효소도 마찬가지에요. 효소 하나는 몇 번이나 반복해서 활동할 수 있으므로 아주 작은 수라도 대량의 반응을 촉진시킬 수가 있답니다.

 

♣ 효소는 다양하다

효소는 반응을 촉진시킬 수 있는 능력이 있지만 모든 반응에 관여할 수 있는 것은 아닙니다. 효소의 종류에 따라서 효과를 발휘하는 상대도 정해져 있는 것이지요. 이것을 기질이라고 부릅니다. 예를 들어 아밀라아제라는 효소는 탄수화물의 분해를 촉진시킬 수는 있지만 단백질을 분해시키는 일은 못 합니다. 단백질은 펩신이라는 효소에 의해 분해되는 것이니까요.

 

또 중매쟁이의 예를 들면, 수십 쌍의 커플을 탄생시킨 중매쟁이라고 해서 사람이 아닌 개를 결혼시키기는 힘들 수도 있다는 거죠. 개들의 중매라면 개들의 취향에 대해서 잘 아는 전문가가 나서야 하잖아요?

이처럼 효소의 종류에 따라 작용하는 상대(기질)가 정해져 있는 성질을 기질특이성이라고 합니다. 효소와 기질이 마치 열쇠와 열쇠구멍처럼 짝을 이룬다고 생각하면 이해가 쉬울 거예요. 405호의 열쇠구멍에는 405호의 열쇠를 넣어야 문을 열 수 있지, 401호 열쇠로 열려고 해봤자 아무 소용이 없는 것처럼 말이에요.

♣ 효소는 특히 열에 약합니다 

 이와 같이 효소는 여러 가지 작용을 할 수 있는 힘이 있지만 반면에 약점도 있어요. 효소는 높은 온도에 약하고, 또 산성이나 알칼리성의 영향도 많이 받는답니다. 왜냐면 효소는 단백질로 이루어져 있기 때문이죠. 원래 단백질은 온도가 높아지면 단백질을 구성하는 구조가 변해버리는 성질이 있거든요. 이것을 변성이라고 합니다. 예를 들어 날계란에 열을 가해서 삶거나 구우면, 원래 물컹물컹했던 질감이 사라지면서 삶은 계란이나 계란부침이 되는 것도 단백질의 구조가 변하기 때문입니다. 

 

 또 단백질은 산성이나 알칼리성에도 모양이 변한답니다. 주성분이도 단백질인 우유에 식초(산성물질)를 더하면 액체에서 흐물흐물한 젤리 같은 형태로 변하는 것도 단백질 구조의 변성이 일어났기 때문이지요. 그러므로 단백질의 한 종류인 효소가 열이나 산, 알칼리의 영향을 받는 것은 당연한 것이에요.

 

 보통 효소는 사람의 체온에 가까운 35~40℃ 정도의 온도에서 가장 활발하게 작용합니다. 이렇게 가장 활발하게 작용할 수 있는 온도를 최적온도라고 부른답니다. 그렇지만 효소 중에는 굉장히 놀라운 녀석도 있어요. 온천이 펑펑 솟는 곳에서 살고 있는 세균이 있는데, 그 세균 속의 효소는 70℃ 이상이라는 엄청난 온도가 되어야 가장 활발히 움직인다고 해요. 거꾸로 20℃정도의 조금은 낮은 온도에서 활발하게 작용하는 효소도 있는데, 이런 효소를 이용해서 나온 것이 ‘찬물에도 깨끗하게 빨리는’ 세제랍니다. 온도가 낮아도 섬유와 때를 분리시키는 일을 활발하게 일어나도록 돕는 거죠.

 

 또한 보통의 효소는 중성에서 가장 활발하게 작용하지만 펩신이라고 하는 효소는 아주 높은 산성이 아니면 활동하지 않는 이상한 녀석이죠. 펩신은 위 속에서 분비되어 위 속에서 작용하는 효소라서, 펩신이 활발하게 일할 수 있도록 위에서는 염산을 분비해 위 속을 산성으로 유지합니다. 좀 지저분한 이야기지만, 속이 울렁거려서 토했을 때 입에서 시큼한 맛이 나는 것도 다 이 염산 때문이고, 토한 뒤에 목이 따끔따끔한 것도 위에서 분비되는 산성의 위액 때문에 목의 점막이 상처를 받았기 때문이고요. 위 속에는 점막도 녹일 만큼 강렬한 염산이 분비되고 있다는 뜻이지요. 위에서 분비되는 염산은 음식물고 함께 들어온 세균을 없애버리는 역할을 합니다.

 

♣ 여러 가지 효소 기능

 효소는 인체활동의 모든 분야에 사용되고 있답니다. 종류도 여러 가지지요. 예를 하나 들어볼까요? 우리는 호흡을 하면서 몸속의 이산화탄소를 내뿜고 있는데. 이것은 탄산무수화효소라고 하는 효소가 이산화탄소의 생성작용을 촉진하기 때문에 일어날 수 있는 일이죠. 이 효소의 작용으로 이산화탄소가 몸속에서 뽑혀 나와 몸 밖으로 내뿜어지게 되는 것입니다. 우리가 많이 마시는 톡 쏘는 느낌의 탄산음료는 바로 이산화탄소가 녹아 있기 때문이랍니다.

 

카탈라아제라고 하는 효소도 우리에게 친근한 효소입니다. 과산화수소라는 물질을 물과 산소로 분해하는 작용을 하지요. 요즘에는 많이 쓰지 않지만, 예전에는 피부에 상처가 났을 때 ‘옥시톨’이라고 하는 소독제를 사용했다고 합니다. 이 옥시톨은 상처 부위에 바르면 조그마한 거품이 뽀글뽀글 일어납니다. 사실 옥시톨의 정체는 과산화수소수. 상처가 난 세포에는 카탈라아제 효소가 포함되어 있는데, 이 효소의 작용으로 과산화수소수가 물과 산소로 분해되고, 이 과정에서 생긴 산소가 거품이 되는 것입니다. 옥시톨은 이 산소거품에 의해 상처부위의 균을 살균하는 원리랍니다. 약국에서 파는 과산화수소수를 이용해도 똑같은 반응이 일어나지요.

 

 우리 몸속의 효소의 종류는 정말 수도 없이 많지만 마지막으로 하나 더 살펴볼까요? 사과를 칼로 썰어서 그대로 두면 표면이 갈색으로 변하죠? 이런 것도 효소 때문에 일어나는 일입니다. 사과 속의 티로시나아제라는 효소에 의해 아미노산의 일종(티로신)이 공기 중의 산소와 반응하여 산화하면서 갈색 색소를 만들기 때문에 일어나는 현상입니다. 이렇게 색깔이 변하는 것을 방지하기 위해 자른 사과를 소금물에 담가두기도 하는데, 왜냐하면 물에 녹아 있는 소금이 산화반응이 일어나지 않도록 막아주고, 사과 속의 티로시나아제 효소가 물에 녹아서 사라지기 때문이에요.

 

 집에서 만든 사과주스를 상온에 두면 금방 갈색으로 변하는데 가게에서 파는 사과주스는 갈색으로 잘 변하지 않죠? 판매되는 주스에는 효소의 활동을 방해하는 산화방지제가 들어있기 때문이랍니다.

우리가 다 배운 딸아이의 낡은 교과서 참고