오늘의 Nutrition School은 효소(E, Enzyme)에 대한 부분입니다.

많은 분들이 알고 계시겠지만(제가 전에 언급한 바도 있습니다.), 체내에서 단백질은 근육, 뼈의 구조물질일 뿐만 아니라 에너지원이기도 하고, 효소, 호르몬, 신호기전 등을 구성하는 중요한 물질이기도 합니다.

 

효소를 그림으로 설명하자면.????

 

이렇습니다;;;;;; 못생긴 뭉테기인데....한마디로 설명 불가죠...

 

효소에 대하여 이론적으로 정의해 보자면 ...효소란, 일반적으로 화학반응에서 반응물질 외에 미량의 촉매는 반응속도를  증가시키는 역할을 하는데, 생물체 내에서 일어나는 화학반응도 촉매에 의해 속도가 빨라집니다. 특별히 생물체 내에서 이러한 촉매의 역할을 하는 것을 효소라고 부르는데 이는 단백질로 이루어져 있습니다.

 

풀어서 설명을 드리자면, 단백질이 아미노산으로 분해되기 위해서는 화학반응이 일어나야 하는데 그때 반응물질은 단백질이고 생성물은 아미노산이 되는 것이며, 미량의 촉매에 의해서 단백질이 아미노산으로 되는 반응의 속도가 증가하게 되는데 이 미량의 촉매를 효소라 한다라는 것입니다(그럼, 가만히 내버려 둬도 단백질이 아미노산으로는 되는데 그 속도가 느리냐고 물어보신다면....전 모릅니다 ㅎㅎ)

 

위의 말을 간략한 그림으로 설명하보면 <효소의 기질 특이성>그림과 같습니다. 효소는 또한 기질 특이성이라는 것이 있어서 단백질을 분해하는 효소는 단백질과만 반응하면 탄수화물과는 반응하지 않습니다. 또한, 세부적인 효소에 따라서 반응하는 것이 다르므로 아미노산이 3개 뭉친 tripeptide상태에 반응하는 효소는 tripeptide하고만 반응하지 단백질 또는 dipeptide 등에 반응하지 않습니다. 또한, 전에 단백질 1편에서 설명드렸던 방향족과만 반응하는 효소는 방향족과만 반응하고 방향족이 아닌 아미노산과는 반응하지 않습니다.(상당히 똑똑하죠?? ) 위의 그림에서 효소는 기질A(단백질)과 반응하여 C+D라는 아미노산을 만든다고 생각하시면 이해가 편하시겠습니다.

 

효소는 단백질로 이루어져 있기 때문에 온도나 pH(수소이온농도) 등 환경 요인에 의하여 기능이 크게 영향을 받습니다, 즉, 모든 효소는 특정한 온도 범위 내에서 가장 활발하게 작용하는데, 대개 사람의 체온인 37도 부근인 35~45도 사이에서 활성이 가장 큽니다. 하지만 온도가 그 범위를 넘어서면, 오히려 활성이 떨어져 온도가 올라가면 효소의 단백질 분자구조가 변형을 일으켜 촉매로서 기능이 감소합니다.(일반적인 화학반응은 온도가 올라가면 반응 속도가 빨라지고 반응성도 커집니다). 또한, 효소는 pH가 일정 범위를 넘어도 기능이 급격히 떨어지게 되는데, 효소작용은 특정 구조를 유지하고 있을 때만 나타나고 단백질의 구조가 pH의 변화에 따라 달라지게 되죠.

 

효소란 녀석 참 까칠한 녀석이죠??
효소 가운데 비교적 잘 알려져 있는 것이 소화효소인데, 가령 침 속에 있는 프티알린(ptyalin)은 전분만을 말토스(일명 맥아당, 이당류)로 분해하는 촉매작용을 합니다. 위 속의 펩신(pepsin: 아마도 펩시콜라가 이 효소의 이름을따서 나온것 같습니다. 콜라는 초기 소화제로 나왔습니다.)은 단백질만을 부분 가수분해하는 기능을 가지고 있습니다. 여기서 프티알린은 분자의 입체구조가 전분 분자와 꼭 들어맞는 구조를 하고 있어서 녹말만을 분해하는 것이며, 펩신은 단백질 분자와 꼭 들어맞는 구조를 하고 있어서 기질특이성이 생기는 것이라고 판단됩니다.

 

생물체 내에 존재하는 유기화합물의 종류는 수없이 많고, 또 이 많은 화합물들이 여러 가지 반응에 참여하므로 생물체 내에 존재하는 효소의 종류도 헤아릴 수 없이 많습니다. 이 많은 효소들을 구별하기 위하여 각 효소에 명칭을 붙이는데, 대체로 그 효소가 작용하는 기질의 명칭의 어미를 -아제(-ase, 에이즈 아닙니다;;)바꾸어 명명합니다. 예를 들면, 말토스를 분해하여 포도당으로 만드는 효소는 기질인 말토스의 어미를 고쳐 말타아제(maltase)로 이름부르죠. 때로는 효소가 관여하는 반응의 종류를 표시하면서 어미를 역시 -아제로 바꾸어 부르기도 합니다. 예를 들어, 수소이탈반응에 관여하는 효소는 수소이탈효소라고 부르는데 이 경우는 기질의 이름을 앞에 붙여 어떤 물질의 수소이탈반응을 촉진시키는 효소인가를 분명히 합니다. 단백질에서 아미노기를 빼내에 포도당화하고 에너지원으로 만드는 과정에 꼭 필요한 탈아미노기 효소는 아미노산 탈아미노기효소라고 부릅니다. 

생체 내 물질대사가 깊이 연구됨에 따라 수없이 많은 효소들이 발견되었기 때문에 학자들은 효소가 촉매하는 반응의 화학적 종류에 따라 효소를 6군으로 크게 나누었습니다.

이 6군의 각 군은 다시 몇 가지로 세분화되고, 또 각각을 세분하는 식으로 4단계로 분류됩니다.. 또 각 군에 1, 2, 3 …의 번호를 붙이고, 분류단계마다 마찬가지로 번호를 붙여 한 가지 효소는 4개의 숫자로 된 번호를 가지게 됩니다. 이건 복잡해서 모르시는게 속 편할듯 싶습니다(쓰지를 말던지;;;;)

가장 상위 분류인 6군은 다음과 같습니다.

① 제1군 산화환원효소: 산화환원 반응에 관여하는 모든 효소들을 포함.

② 제2군 전이효소: 어떤 분자에서 작용기(화학반응에 동시에 관여하는 몇 개의 원자의 집단)를 떼어 내어 다른 분자에 옮겨 주는 효소들을 포함.
③ 제3군 가수분해효소: 고분자를 가수분해하여 저분자로 만드는 효소들을 포함한다. 가수분해는 물분자를 첨가하여 큰 분자를 쪼개는 반응으로 대부분의 소화효소가 여기에 해당.
④ 제4군 리아제(lyase): 기질로부터 가수분해에 의하지 않고 어떤 기(基)를 떼어 내어 기질분자에 이중결합을 남기거나 또는 이중결합에 어떤 기를 붙여 주는 효소들을 포함.
⑤ 제5군 이성질화효소: 기질 분자의 분자식은 변화시키지 않고 다만 그 분자구조를 바꾸는 데에 관여하는 모든 효소들을 포함.(설탕을 꿀에 많은 전화당으로 바꾸거나, 포도당을 과당으로 바꾸는 효소가 여기에 해당)
⑥ 제6군 리가아제(ligase): 합성효소라고도 부르는 것으로, ATP(아데노신삼인산)라는 물질 또는 이와 유사한 물질로부터 인산기(燐酸基)를 떼어 내면서 그때 방출되는 에너지를 이용하여 어떤 두 물질을 결부시키는 효소.

그럼, 음식물의 경우는 어떠할까요?? 보통 사람들이 육류를 부드럽게 만들려면 어떤것을 사용하던가요?? 네....고기를 부드럽게 만들기 위해 키위, 파인애플 등을 사용하는 것을 자주 보셨을 겁니다. 키위 파인애플 파파야 등에는 Bromelain, Papain 등의 효소가 들어있습니다. 물론 이 효소들은 신타나 다른 보충제의 ingredients에 보시면 적혀있는 것을 많이 보실 수 있습니다. 자연물질에서 추출한 효소들로 이 효소들은 개별적으로 단백질군 또는 그 하위 구조에 결합하여 아미노산 형태로 분해하는 특성을 가지고 있습니다.

 

어떤것은 단순히 근육조직만들....어떤것은 결체조직이라 물리는 인대, 건 등을 분해하는 역학을, 또 어떤 것은 두가지에 다 결합하여 둘다 분해하는 역할을 가지고 있습니다. 식품 내에도 소화효소가 풍부한 것이 있는 반면, 소화효소가 부족한 먹거리도 있습니다. 아래 그림과 같이 식품을 섭취하고 소화가 잘 안되는 느낌을 받는다면 소화효소가 부족한 먹거리를 드셨다 생각하시면 되겠습니다.

벌크업 할때 자주 많은 식사를 하기 때문에 위가 늘어나거나 위 운동이 정지되어 체하는 증상을 자주 겪게 될 것입니다. 이때 소화효소를 구입하였다가 챙겨드시면 도움을 받을 수 있습니다. 다만, 너무 자주 그러면....자체적인 소화효소의 분비가 줄어듭니다(남성호르몬과 같습니다....성호르몬도 외부에서 주입하면 체내 생성량이 줄어들죠;;;;)

 

다음 편에서는 각 영양소별 효소에 대해서 다뤄보겠습니다. 아마도 내가 먹는 보충제 제품에 어떤 효소가 추가되어 나오는 제품인지 알아보기 위해 필요할 것으로 생각됩니다.

 

Written by 몬스터짐 우수