![[이슈& 직설] 푸틴의 ‘선 넘은’ 도발…新 냉전시대 열리나?](https://i.ytimg.com/vi/TJrkRo1Dlps/hqdefault.jpg)
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효소는 생명을 유지하기에는 너무 느리게 일어나는 화학 반응을 촉매하기 때문에 모든 생명에 중요합니다. 중요하게도, 효소가 표적 반응을 촉매화할 수있는 속도 및 효소의 구조를 유지하는 능력은 온도에 크게 의존한다. 결과적으로, 얼고 끓는 것은 효소 활동에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다.
TL; DR (너무 길고 읽지 않음)
끓이면 효소가 분해되어 더 이상 기능하지 않습니다. 냉동 상태에서 결정화는 효소의 기능을 방해합니다.
분자 운동과 온도의 역할
동결이 효소 활성에 어떤 영향을 미치는지 이해하려면 먼저 효소 촉매의 기질 인 분자에 대한 온도의 영향을 이해해야합니다. 세포 내에서, 기질 분자는 기질 분자와 개별 물 분자 사이의 충돌의 결과로 브라운 운동 (Brownian motion)으로 알려진 일정한 랜덤 운동에있다. 온도가 증가함에 따라 분자가 더 높은 온도에서 더 많은 진동 에너지를 가지기 때문에이 임의의 분자 운동의 속도도 증가합니다. 보다 빠른 운동은 분자와 효소 사이의 무작위 충돌 빈도를 증가시킵니다. 효소는 반응이 일어나기 전에 효소가 기질 분자와 충돌하기 때문에 효소 활성에 중요합니다.
효소 활동에 대한 동결 효과
매우 추운 온도에서는 반대 효과가 지배적입니다. 분자가 더 느리게 이동하여 효소-기판 충돌 빈도를 줄이고 효소 활동을 감소시킵니다. 결빙 시점에서, 고체 형성이 일어나고 분자가 단단한 결정질 형성에 고정됨에 따라 분자 운동이 급격히 감소한다. 이들 고체 결정 내에서, 분자는 액체 배열에서 동일한 분자와 비교하여 훨씬 적은 운동 자유도를 갖는다. 결과적으로, 일단 냉동이 발생하면 효소-기판 충돌은 극히 드물며, 효소 활성은 동결 아래에서 거의 0이다.
효소 구조
온도가 증가하면 효소 활성이 높아지지만 효소가 계속 작동 할 수있는 온도 상한이 있습니다. 이것이 왜 그런지를 이해하려면 효소의 구조와 기능을 고려해야합니다. 효소는 아미노산 사이의 화학적 결합에 의해 3 차원 구조로 함께 보유 된 개별 아미노산으로 구성된 단백질이다. 이 3 차원 구조는 효소가 기질 주위에 물리적 "적합"을 형성하도록 구조화되기 때문에 효소 활성에 중요하다.
비등 및 변성
끓는 온도에서 효소의 구조를 유지하는 화학 결합이 분해되기 시작합니다. 3 차원 구조의 결과적인 손실은 효소가 더 이상 표적 기질 분자에 맞지 않게하고, 효소는 완전히 기능을 멈춘다. 변성 (denaturation)으로 알려진 이러한 구조 상실은 되돌릴 수 없습니다. 일단 효소가 너무 많이 가열되면 함께 결합하는 화학 결합이 끊어지면 온도가 내려가도 자발적으로 다시 형성되지 않습니다. 이는 냉동과는 달리 효소 구조에 영향을 미치지 않습니다. 냉동 후 온도가 상승하면 효소 활성이 회복됩니다.