생체 촉매 와 효소

 

생체 촉매

[ biocatalyst , 生體觸媒 , せいたいしょくばい ]

• 외국어 표기

  biological catalyst(영어)

출처 화학용어사전

• 생체 내에서 생명 현상에 관여하는 화학 반응의 촉매가 되는 물질. 효소, 미생물 균체, 식물 세포, 동물 세포, 세포 내 소기관(오르가넬라) 등 효소 활성이 있는 것을 총괄한 용어. 이러한 것을 고정화하면 안정성이 증가하고 특이성이 높은 촉매로서 새로운 용도가 기대된다. 바이오테크놀로지의 기본적 물질이다.

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효소

[ 酵素 ]

효소에 대한 연구는 19세기 말에 효모의 알코올 발효 실험에서 시작되었다. 그리고 1926년 J. B. 섬너가 콩으로부터 요소의 분해효소인 우레아제를 순수한 결정체로 분리하고 그것이 일종의 단백질임을 확인하였다. 효소의 주성분이 단백질이므로 온도와 pH 변화에 매우 민감하게 반응한다. 온도가 10℃ 증가할 때마다 반응 속도는 약 2배씩 증가하지만 어느 단계 이상으로 높아지면 반응 속도가 급격히 떨어진다. 그 이유는 온도가 너무 높으면 효소의 주성분인 단백질이 변성되기 때문이다. 효소에 비하여 무기촉매는 온도에 의해 변성되지 않기 때문에 온도가 올라가면 반응 속도가 증가하는 경향이 있다.

그리고 효소는 작용에 알맞는 최적 pH가 존재하며, 최적 pH 범위를 벗어나면 활성도가 약해진다. 펩신은 pH 2, 침 아밀라아제는 pH 7, 트립신은 pH 8에서 가장 잘 작용한다. 효소의 이름은 작용하는 기질+아제(ase)라고 부른다. 예를 들면 말타아제는 말토스(Maltose : 엿당)에 작용하는 효소란 뜻이다. 그러나 펩신이나 트립신처럼 기질+아제라고 정하기 전에 발견되어 이미 이름이 정해진 것은 그대로 부르기로 하였다.

효소의 반응 속도를 보면 극히 미량의 효소에 의해서도 화학 반응은 현저하게 촉진되며, 또 그 자신은 반응에 의해 소모되지 않고 계속 반응을 일으키는 특징을 가지고 있다. 어떤 세균에서 추출한 아밀라아제 1g은 1.5t의 녹말을 60℃에서 15분 동안에 모두 분해할 수 있으며, 한 분자의 카탈라아제는 5,400,000분자의 과산화수소를 20℃에서 단 1분 내에 분해할 만큼 효소의 반응 속도는 빠르다.

 

효소의 최적 온도