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효소의 난잡성: 반응기구와 응용

전문가 제언: ○ 생화학이나 유기화학 교재에서 효소는 특이한 기질에 대해 특이한 반응을 촉진하는 단백질고분자로 소개되어 있으나 현재 사용되고 있는 효소라는 용어는 효소의 난잡성이란 용어와 동의어에 가깝게 있는 것이 아닌가 하는 느낌을 가진다. 이러한 용어에 대한 정확한 정의는 사실 현재 없는 상태이며 사용자에 따라 서로 다른 의미로 사용되기도 한다.

○ 본고에서는 난잡한 효소로 포현하는 것은 지금까지 효소반응에서 기대할 수 없었던 반응이 진행되는 것을 말한다. 이로부터 새로운 합성법을 개발할 수 있다는 의미에서 효소의 난잡성을 고찰하고 있다.

○ 효소의 난잡성은 다양한 형태로 나타나며 이를 조건 난잡성, 기질 난잡성, 촉매 난잡성으로 분류할 수 있으나 이들이 함께 나타나는 경우도 있다. 예를 들면 리파아제에 의한 아미드형성에서 아민의 생성은 리파아제의 난잡성을 보이는 예가 된다. 이러한 난잡성의 예는 1898년 maltase에 의한 maltose의 가수분해 효소력의 역전과 1921년에 보고된 pyruvate decarboxylase에 의한 탄소-탄소결합의 형성에서 확인되었는데 후자의 반응은 현재 생산 공정에 이용되고 있다.

○ 효소의 난잡성은 효소진화학, 효소공학, 생체촉매학에서 매우 인기가 있는 용어로서 효소의 난잡성이 비천연물에 대해 낮은 것은 진화학자들에게는 좀 더 효율적인 촉매로서 생명체의 생존을 높이기 위한 진화과정에서 발생된 변이의 결과로 이해된다.

○ 실험실에서 효소반응에서 나타나는 효소의 난잡성은 새로운 효소활성을 개발하는데 이용될 수 있다. 효소촉매 과정에서 기질과 천이상태에서 기질인식 기구를 이해한다면 새로운 촉매 기능을 가진 것을 개발할 수 있을 것으로 기대되며, 그린화학을 지향하는 우리나라의 화학공업이 가장 중요한 연구과제로 택해 연구에 집중해야 할 것이라 사료된다.

저자: Hult, K; Berglund, P; AF Hult, Karl; Berglund, Per
자료유형: 학술정보