촉매 제?? 생체 촉매?? 과연 다른가?? 효소가 왜 !! 몸에 필요한지 보도록 할게요 효소 요점정리

효소(Enzyme) !! 들어본 것 같은데 어려운것 같아 패스했던 그 이름

효소란 단백질의 일종으로 아미노산의 복합체이며, 생존에 필요한 화학반응의 촉매합니다. 효소는 질병의 진단과 치료에 사용되고 있습니다. 즉 , 어떠한 것을 먹거나 기다리거나 하지않아도  반응율을 빠르게 하는 생물학적 촉매제 역할을 하는 것입니다.

아미노산이 단백질이 됩니다

그렇다면 효소는 어떤 종류들이 있을까요?

1. Simple Protein ( 단백질로만 구성되어있는 효소) - 대부분을 차지합니다!! - 이것이 아포엔자임^^
2. Complex Protein  =  Simple Protein  +  Prosthetis Group ( 일부는 단백질과 조효소가 필요홀로엔자임)
                                   ( Apoprotein )      ( Co - Enzyme )
3. Co-Enzyme (조효소) : 기질과 생성물에서 해리되기 쉬운 보조인자로서 저분자의 유기화합물.  ex) NAD, NADPH, NADP 등.
4. Co-Factor ( 조인자 ) : 효소 작용시 필요한 물질로 해리되기 쉬운 이온. 효소가 활성을 보이기 위해 필요한 무기 또는 유기의 저분자 물질.

효소의 분류 ( Classification of Enzyme )를 해보겠어요

Name  =  Substrate(기질)  +  ase(아제)  →  ex) Amylasse    cf) Pepsin, Trypsin 다시말해서, 어떠한 기질옆에 ase라는 것이 붙으면 효소라고 생각하면 됩니다. 이제 그 분류를 보게 되면 임상 화학적인 부분에서 대부분 효소가 관여한다고 할 수 있습니다. 분류에 있어서는 6가지로 크게 나눠지게 됩니다. 그 중에서도 3가지 부분만 집중적으로 봐주시면 좋겠습니다.

1. Oxido - Reductase ( 산화 - 환원 효소 )
      1) 두기질 사이에서 산화 - 환원 반응을 촉매하는 효소.
      2) 종 류 :  LDH, ICD, Uricase, Catalase 등.
2. Transferase ( 전이효소 )
      1) 기능 기의 전달을 촉매하는 효소. ( 원자단의 전이를 촉매하는 효소. )
      2) 종 류 : GOT, GPT, CK ( Creatinine Kinase ) 등.
3. Hydrolase ( 가수분해효소 )
      1) 가수분해 작용을 촉매하는 효소.
      2) 종 류 : Amylase, ACP, ALP, Cholinesterase, Lipase 등.
4. Lyase ( 제거효소 )
      1) 이중결합형성과 함께 화학기를 제거하는 효소.
        * 기질로 부터 특정의 원자단을 제거하는 반응을 촉매한다.
      2) 종 류 : Aldolase, Galactosidase 등.
5. Isomerase ( 이성화효소 )
      1) 이성화 반응을 촉매하는 효소 ( 광학, 기하, 입체이성체의 상호 변환을 촉매한다. )
      2) 종 류 : Glucose-phosphate isomerase, Ribose-phosphate isomerase
6. Ligase ( 결합효소 )
      1) ATP 분해와 화학결합의 형성을 촉매하는 효소
      2) 종 류 : ATP 합성효소, Acetyl - Co A - Caboxylase 등.

효소의 특이성 ( Specificity of Enzyme )에 대해서도 볼께요

효소는 항원-항체 반응과 비슷한 언제나 특이적인 반응을 하게 됩니다 이런 것을 바로 특이성이라고 하는데, 이 특이성에도 종류가 있음을 아래에서 확인 할 수 있습니다.

1. 절대 특이성 ( Absolute Specificity )
      - 오직 하나의 기질에만 작용하고, 또한 하나의 반응만을 촉매한다.
2. 기 특이성 ( Group Specificity )
      - 공통적인 기능기를 가지고 있는 한 부류의 기질에 작용한다.
      ex) Phosphatase 는 인산기를 가지고 있는 여러가지 다른기질에 작용할수 있다.
3. 결합 특이성 ( Linkage Specificity )
      - 화학 결합의 특이한 형태에 특징적이다.
      - E + S = ES Complex = E + P1 + P2 = Specific Reaction ( key and Lock Reaction )
4. 입체 특이성 ( Stereospecificity )

7가지의 효소의 작용에 영향을 주는 인자가 있어요, 인자에 따라서 활성도가 달라지기 때문이예요 ( 기질 효소 농도, 온도, PH , CO-Factor, 억제제, 활성제)

1. Substrate Conc. , Enzyme Conc.( 기질과 효소의 농도)

기질과 효소농도의 그래프

2. Temperature ( 온도 )
      1) 효소는 열에 불안정하여 60 ℃ 또는 그이상의 온도에서는 불활성화 된다.
      2) 어떤 온도에서 효소의 반응이 최대로 되는데 이때의 온도를 최적온도라 한다.
        * 대부분 인체효소의 최적온도는 37 ℃ - 38 ℃ 이다.
        * 각 효소의 최적온도 Amylase : 30 - 40 ℃ /Lipase, Maltase : 20 - 40 ℃ / Catalase : 2 - 10 ℃
3. PH : 대부분의 효소는 중성의 PH를 가집니다, 특정 PH 에서 최소의 활성도를 보이게 됩니다. 혹여나 PH의 이상으로 효소의 모양이 변화가 될 수 있기 때문입니다. 효소에도 PH 에 따라서 중성 ( PH : 7.0 ) : Amylase, Lipase, GOT, GPT, LDH /산  성 ( PH : 3.0 - 6.0 ) : Pepsin, ACP염기성 ( PH : 10.0 ) : ALP, Cholinesterase(농약관련)
4. Co - Factor : Mg++, Mn++, Ca++, K+, Cl- 등 2가의 이온들을 볼 수 있습니다. 보인자를 필요로 하는 효소의 활성을 측정하는 경우에 보인자가 충분하지 않으면 활성측정이 불가능하기 때문입니다.
5. Inhibitor 억제하기도 하고 저해하기도하는 물질입니다. 효소반응은 특정의 화합물, 약제, 독물에 의해 저해되어 반응속도가 저하하기 때문입니다.

⑴효소의 반응을 변화시켜 반응속도를 떨어뜨리고 급기야는 촉매가 중단되게 하는 물질
⑵경쟁적 저해제 (Competitive Inhibitor) = 가역적 저해제
        ①효소의 활성부위에 기질과 경쟁적으로 결합함으로서 저해하는 것
        ②기질의 양을 증대시키면 저해가 없어진다
        ③이 저해제의 분자구조는 기질의 분자구조와 유사하다
⑵비경쟁적 저해제 (Noncompetitive Inhibitor) = 비가역적 저해제
        ①기질의 구조와는 다른 물질이 효소의 반응부위인 Active Site에 결합해서 기질이 결합할 수 없도록 방해
        ②기질의 양을 증대시켜도 효소의 활성은 돌아오지 않는다
⑶불경쟁적 저해제 (Uncompetitive Inhibitor) = 무경쟁적 저해제
        ; 유리효소와 결합하지 않고 효소-기질 복합체에만 결합 저해하는데 한 가지 기질 때보다 여러 기질이 있을 때 흔히 있다
6. 완충액의 종류 및 농도 

Michaelis Constant ( Michaelis 정수 )

효소의 동력학 부분 왜 이런식이 나왔는지 아래 사진 동영상을 첨부했어요^^ 

클릭하면 나와요

결론에 있어서  효소와 기질의 반응시 친화력  →  Km 상수 ( 최고의 속도의 ½ 가 되는 기질의 농도 )가 되는데 ,Km 이 낮을수록 효소와 친화력이 높다는 점만 기억하시면 좋을 듯 합니다( Km이 높을 경우에는 반응속도가 느려지는것을 볼 수 있으실 것입니다)

Km 상수

효소는 어떤 검사 단위를 사용하는지 알고 싶어요

국제 단위는 1 분자에 기질 1 μmol 의 변화를 촉매하는 효소량을 1 단위 ( 1 Unit )

혈청 중 의 효소는 어떤 기능을 할까요

효소를 혈청으로 검사하는 이유

1)혈액의 효소로 조직의 상태변화가 표현된다
2)혈액의 효소검사로 조직의 이상유무 변화과정을 파악할 수 있다
3)효소는 조직세포에서 생성된다 (효소농도의 변화로 조직의 상태변화를 알 수 있다)

혈청 특이효소 ( Serum specific enzyme )는 혈액중에서 특이한 작용(특이성)을 하는 것이 이 효소 본래의 기능이다.  리포단백리파제, LCAT, 응고섬유용해계 효소가 여기에 속하게 됩니다. 그리고 분해효소 ( Secreted enzyme )는 타액선이나 췌장에서 위래되는 α - 아밀라라제, 췌장리파제 등이 있습니다. 세포내 효소 ( Cellular enzyme )로는 전신의 장기조직의 세포내에 존재하는 효소로 여러가지의 기전을 통해 혈중으로 나오게 되는데LDH, Transaminase, CK 외에 다수의 것이 있다.

혈청 효소도 변하게 됩니다. 혈청 효소 변동의 종류에는 어떤 것이 있을 까요

1. 효소 일탈에 의한 상승 - 트랜스아미나제, CK, LDH 기타 많은 세포내의 효소가 조직의 병변에 따라 세포막의 변화,        세포외 상승에 의해 혈액내로 일탈하면서 변하게 됩니다.
2. 과잉형성에 의한 상승 - 말그대로 조직세포에서 생성되는 효소는 조직에서의 증산이 일어난 결과 혈중레벨이 상승하는 것이 있습니다 소아기에 왕성한 조골에 의한 ALP 의 증산, 음주에 의한 γ - GT(감마 지티피) 등이 예이다.
3. 감산에 의한 저하- 반대의 경우에어떤 조직에서 생산되는 효소가 그 조직의 병변에 의한 합성능력이 저하해서 혈중레벨이 낮아지는 예로 간경변이나 만성감염일 때 간에서 생산되는 ChE 나 LCAT 의 혈중레벨이 저하된다.
4. 배설 장해- 혈청효소에는 간담도계나 요로를 통해서 배설되는 것이 있다. 담도폐쇄에 대한 ALP 나 γ - GT 의 상승, 요독증에서 보이는 α - 아밀라아제 상승 등이 이예이다.

효소 측정시 주의점

1)혈장 (Plasma) 사용할 때 항응고제로 Heparin를 사용해야 합니다
 2)혈청 (Serum)은 채혈후 1시간 이내에 분리한다
 3)Hemolysis 방지 (GOT , GPT , LDH , ACP ....등)
 4)초자기구는 멸균된 것을 사용하고 , 시약은 순도가 높은 것을 사용합니다

효소 기초 공부하러 가봅시다

효소기초다시보기

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