효소

효소 (enzyme)는 생체 촉매로서, 생물체 내에서 일어나는 화학 반응의 속도를 높이는 역할을 하는 단백질(일부 RNA도 포함)이다. 효소는 기질(substrate)이라고 불리는 특정한 분자에 결합하여 반응 속도를 증가시키고, 자신은 반응 과정에서 소모되지 않는다. 효소는 매우 특이적인 작용을 하며, 특정 기질에만 작용하는 경우가 많다. 이러한 특이성은 효소의 활성 부위(active site)의 구조에 의해 결정된다. 활성 부위는 기질과 결합하고 반응을 촉진하는 효소의 일부분이다.

효소의 작용 메커니즘은 다양하지만, 일반적으로 기질과 효소의 상호작용을 통해 활성화 에너지를 낮춤으로써 반응 속도를 증가시킨다. 이는 기질의 변형, 반응물의 근접성 증가, 반응 경로의 변화 등을 통해 이루어진다. 효소의 이름은 일반적으로 기질의 이름에 "-ase"를 붙여서 명명된다. 예를 들어, 락토오스를 분해하는 효소는 락타아제(lactase)라고 한다.

효소 활성은 온도, pH, 기질 농도, 효소 농도, 저해제 등 여러 요인의 영향을 받는다. 최적의 조건에서 효소는 가장 효율적으로 작용하며, 조건이 최적에서 벗어나면 효소 활성이 감소하거나 완전히 상실될 수 있다. 온도가 너무 높으면 효소의 3차 구조가 변형되어(변성) 활성을 잃을 수 있으며, pH가 너무 산성이거나 알칼리성이어도 활성 부위의 구조가 변형되어 효소 활성이 감소한다.

효소는 생명체의 모든 대사 과정에서 필수적인 역할을 수행하며, 소화, 에너지 생성, DNA 복제, 단백질 합성 등 다양한 생화학 반응에 관여한다. 효소의 기능 이상은 여러 가지 질병의 원인이 될 수 있으며, 효소의 활성을 조절하는 것은 질병 치료 및 예방에 중요한 전략이다. 산업적으로도 효소는 세탁, 식품 가공, 의약품 생산 등 다양한 분야에 널리 활용되고 있다.