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효소와 단백질: 학습 가이드

핵심 개념

효소는 활성화 에너지를 낮추어 반응을 빠르게 하며, 미카엘리스–멘텐 식은 속도가 기질 농도에 어떻게 의존하는지를 나타낸다. 저해제는 예측 가능한 방식으로 상황을 바꾼다.

  • 미카엘리스–멘텐: v = Vmax[S] ÷ (Km + [S]). [S] = Km일 때 속도는 정확히 Vmax의 절반이며 Km은 기질이 얼마나 단단히 결합하는지를 나타낸다(Km이 작을수록 강한 결합).
  • [S]가 매우 높으면 효소가 포화되어 v가 Vmax에 가까워진다. 전환수는 kcat = Vmax ÷ [E]로, 효소 하나가 1초에 변환하는 기질 분자의 수이다.
  • 경쟁적 저해제는 기질과 경쟁한다. Vmax는 변하지 않고 Km이 커 보인다. 비경쟁적 저해제는 Vmax를 낮추고 Km은 그대로 둔다.
  • 온도와 pH는 속도를 바꾸며 극단적인 값은 효소를 변성시킨다. 단백질 농도는 280 nm 흡광도로 잴 수 있다.

핵심 식

  • v = Vmax[S] ÷ (Km + [S])
  • kcat = Vmax ÷ [E]
  • A = εcl
  • at [S] = Km, v = Vmax ÷ 2

풀이 예제

효소의 Vmax = 100 µmol/min, Km = 2 mM이다. [S] = 6 mM에서 v = 100 × 6 ÷ (2 + 6) = 75 µmol/min이고 [S] = 2 mM에서는 50 µmol/min이다. 효소 0.010 µmol로 그 Vmax가 나왔다면 kcat = 100 ÷ 0.010 = 10 000 min⁻¹, 약 167 s⁻¹이다.

자주 하는 실수

  • Km이 Vmax를 주는 기질 농도라고 생각하는 것. Vmax의 절반을 주는 농도이다.
  • 경쟁적 저해제가 Vmax를 낮춘다고 말하는 것. 기질을 늘리면 극복되므로 Vmax는 변하지 않는다.
  • 평탄해진 속도를 효소가 파괴된 신호로 보는 것. 포화된 것이지 변성된 것이 아니다.

연습

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이 가이드에서 쓰는 도구

효소 반응 속도론 시뮬레이터단백질 농도 계산기(A280)단백질 등전점

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