[화공생물공학단위조작실험1] Enzyme kinetic assay Horseradish Peroxidase

효소 반응속도론이란 생물계에서 일어나는 다양한 효소 반응에 대한 속도를 측정하고 해석하는 방법론이다. 효소 반응의 속도에 영향을 주는 요인들은 효소의 농도, 기질의 농도, pH, 온도 등이 있다. 효소 반응은 실제 5단계로 이루어지고, 모든 과정은 가역적이다. 기질이 효소 근처로 접근한 다음, 기질(S)이 효소(E)에 결합하면 효소의 모양이 바뀌어 transition state로 바뀌고, 효소에 결합한 상태로 기질이 생성물(P)로 바뀐 뒤, 반응이 완결되어 효소왿� 생성물이 분리된다.
①효소 반응과 온도
무기촉매를 사용하는 일반적인 반응의 경우 온도가 높을수록 반응속도가 빨라진다. 그러나 효소반응의 경우 아래의 그래프왿� 같이 온도왿� 정비례하여 반응속도가 증가하는 형태가 아님을 알 수 있다. 이는 특정 온도 이상에서 단백질의 변성이 일어나고 효소가 활성을 잃기 때문이다. 고온에서 효소 한 개당 반응속도는 증가하나, 활성을 나타내는 효소의 개수가 급감하기 때문에 겉보기에 반응속도가 줄어드는 것처럼 보이게 된다. 이는 생체 내에서 반응이 과열되는 것을 막는 일종의 방어기제이다.
②효소 반응과 pH
생체 내의 효소는 제한적인 pH 범위에서 활성을 나타내고, 효소마다 최적의 pH가 다르다. 이는 효소가 존재하는 환경에 따라서 다르게 결정된다. 알칼리 환경에서 최적의 활성을 나타내는 효소를 알칼리성 효소, 산성 환경에서 최적의 활성을 나타내는 효소를 산성 효소, 중성 환경에서 최적의 활성을 나타내는 효소를 중성 효소라고 한다. 하단 그래프를 보면 펩신은 산성의 환경에서 최적의 활성을 나타내는 것을 알 수 있다. 펩신이 위에서 분비되는 소화 효소이고, 위는 산성 환경이기 때문이다.
③ 효소 반응과 반응물의 농도
효소 반응의 속도는 원칙적으로 효소의 양에 선형적으로 비례한다. 효소 반응의 반응물 중 하나인 기질의 농도도 효소 반응에 영향을 미친다.