효소

대표적인 효소인 아밀레이스.

酵素 / Enzyme

1. 개요
2. 상세
3. 효소 목록
3.1. 위키에 항목이 있는 효소
3.2. 기타
4. 관련 문서
5. 효소 식품?
5.1. 실체

1. 개요

촉매의 일종으로, 대부분 아미노산이 중합된 단백질이다.[1] 상당수가 금속 이온과 결합해 있다[2][3].

2. 상세

생물 활동의 핵심으로, 효소가 작동하지 못하면 생물이 살아가는 데 큰 지장이 생긴다. 사실 우리가 알고 있는 대부분의 단백질이 효소라고 보면 된다. 효소가 필요한 이유는 생물체가 살기 위해 필요한 화학반응을 낮은 온도에서 빠르게 할 수 있게 하기 때문이다. 효소 없이 화학반응을 일으키기 위해서는 오랫동안 기다리거나 온도를 높이면 된다. 그런데 기다린다는 게 조금이 아니라, 어떤 반응은 효소가 없으면 몇 백억 년이 걸리는 경우도 있다. 또한 온도를 높이는 방식도 문제가 있는데, 몸에 불을 붙이면 그게 효소 없이 온도를 높여 유발된 화학반응이다. 이런 식의 화학반응은 에너지가 한꺼번에 나오기 때문에 중간에 손실되는 에너지가 많을 뿐 아니라 위험하다. 반면, 효소를 이용한 화학반응은 에너지가 단계적으로 조금씩 나오도록 조절하여 에너지 이용의 효율성뿐만 아니라 안전성까지 갖추고 있다. 이처럼 효소는 생체활동의 필수요소다. 이거 없으면 식사 한 끼가 소화되는 데 50년 이상 걸릴지도 모른다!!! 직관적인 예를 들자면, 당신이 암석을 분쇄하는 일을 해야한다고 치자. 이때 효소란 이를 부술 수 있는 망치나 몽둥이이다. 만약 당신에게 이런 도구가 없다면 맨손으로 돌을 부수려다 손만 상하고, 돌이 자연적으로 풍화될 때까지의 영겁의 세월을 기다릴 수 밖에 없다!

이러한 생명체의 효소에 대한 의존성은 거의 모든 생물에서 볼 수 있는 보편적인 것이다. 일반적으로 흔히 볼 수 있는 동/식물은 말할 것도 없으며, 세균도 만들어낸다. 바이러스는 자체적으로는 효소를 만들 수 없고 숙주 세포의 리보솜 등을 이용하여 단백질을 만든다. 이렇게 만든 효소로 여러 활동을 하는 것이다. 결국 모든 생물 활동에 없어서는 안될 존재다.

효소의 연구는 1700년대 후반으로 거슬러 올라간다. 1785년 이탈리아의 성직자이자 생물학자였던 스팔라차니(Spallazani)는 새의 위액이 고기를 분해하는 현상을 관찰했다. 그리고 1825년, 독일의 과학자 슈반(Schwan)은 새의 위액이 산성 조건에서만 고기를 분해하며, 열을 가하면 그 능력을 잃는 것을 발견했다. 슈반은 이 성분을 펩신이라고 명명했으며, 분해 과정에서 펩신이 소모되지 않는 것으로부터 펩신이 촉매임을 밝혀냈다. 이후 술의 발효과정 또한 효모 안의 효소의 작용 때문임이 밝혀졌으며, 1897년 독일의 부흐너(Buchner) 형제가 효모 추출액도 알코올 발효를 일으킨다는 사실을 발견해 효소가 단백질임을 밝혀냈고, 1907년 노벨상을 수상한다.

많은 효소 연구는 효모를 기반으로 이루어졌다. 효소의 영문명인 enzyme부터가 접두사 en-에 효모를 뜻하는 -zyme이 결합된 형태. 효소라는 이름 자체도 효모에서 유래되었다. 참고로 이 효소라는 이름은 맥주의 나라 독일의 화학자이자 생리학자였던 빌헬름 퀴네(Wilhelm Kühne)가 처음 사용했다.

DNA가 생체 활동을 조절하는 원리 중 하나가 효소 발현을 조절하는 것이다. 유전정보가 잘못되어 비정상적인 효소를 만들거나, 혹은 정상 효소를 만들더라도 그 양이 적절하지 않다면 생체활동에 문제가 생기게 된다. 유전병은 대체로 효소와 관련된 유전정보에 선천적으로[4] 문제가 생긴 것이며[5], 방사선은 DNA 정보를 교란시켜 효소 정보에 오류가 생기게 유발한다.

일반적인 촉매에 비해 효과 하나는 작살이지만, 주성분이 단백질인지라 열에 약하다. 일반적으로 섭씨 40도만 돼도 버틸 수가 없다! [6] 이외에도 pH 등의 영향을 크게 받는다. 하지만 일부 미생물은 90도가 넘는 고온과 산성환경에서도 활성을 유지하는 극한효소를 갖고 있어 생존하는 경우도 있다.[7] 대표적으로 RNase가 있는데, 이 녀석은 끓였다가 식혀도 활성이 남아있다. 이런 극한효소들은 PCR 등 각종 산업과 연구에 많이 쓰이고 있다.

효소의 이름은 주로 그 기질의 이름과 효소가 일으키는 화학반응을 통해 결정하는데, 인산화(phosphorylation)시키는 효소는 kinase, 분해 효소는 ~ase 등을 붙여 부른다. 이걸 과거 교육과정에서는 아제로 표기했으나, 개정된 교육과정에서는 에이스로 바뀌었다. 일부 상용화된 소화제의 이름이 X아제인 것도 이 때문.

3. 효소 목록

3.1. 위키에 항목이 있는 효소

3.2. 기타

  • ATP 합성효소
미토콘드리아 내부 그리고 엽록체 내부에서 ATP를 만드는 효소. 마치 전화기 같은 생김새를 하고 있다. 막 안쪽과 바깥쪽의 수소 이온 농도의 차이를 이용해, 수소 이온이 ATP synthase를 통과할 때의 에너지를 이용해 ADP에 인산기를 붙여서 ATP를 생성한다. 참고로 synthase와 synthetase가 있는데 둘 다 뭔가를 합성하는 효소지만 synthetase는 ATP를 소모한다.
  • Na-K ATPase
세포막에 위치해 ATP에서 얻은 에너지를 이용해 농도기울기를 거슬러 Na 이온을 밖으로 내보내고, K 이온을 안쪽으로 들여보내는 효소이다.
과 식물 뿌리에 기생하는 뿌리혹박테리아가 공기 중의 질소를 사용 가능한 형태로 바꿀 때 사용하는 효소.
유당을 분해하는 효소. 대부분은 성인이 되면서 우유를 섭취하는 양이 줄어듦에 따라 점차 사라진다. 이게 없으면 우유에 있는 유당을 분해하지 못하기 때문에 설사를 하게 된다. 이를 유당불내증이라고 한다.
지방글리세롤과 세 개의 지방산으로 쪼개는 효소.
말토오스를 두 개의 포도당으로 쪼개는 효소.
  • 베타락타메이스
페니실린개발살내는 효소로 유명하다.
  • 세퍼레이스 - 세포 분열 과정에서 붙어 있는 두 자매 염색분체들을 분리시켜주는 효소다.
  • 수크레이스
설탕을 포도당과 과당으로 쪼개는 효소.
  • 아스코비네이스 - 비타민C를 분해하는 효소.
  • 엑소뉴클리에이스
  • 엔도뉴클리에이스
  • 엘라스테이스
  • 옥시데이스
기질을 산화시키는 효소. 꼭 산소를 얻는것만이 산화가 아니라, 전자나 수소를 잃는 것도 산화이다. 반대 역할을 하는 효소는 위에 있는 리덕테이스.
  • 유레이스
요소를 가수분해해 이산화탄소암모니아로 만드는 효소.
  • 카탈레이스 - 마찬가지로 산화-환원반응을 매개하는 효소.
  • 키티네이스 - 키틴을 분해하는 효소.
  • 토포아이소머레이스
DNA를 복제할 때, 앞에서 나선을 풀어갈수록 뒤쪽에서는 더 꼬여서 '양성 초나선'이 생기게 되는데, 이때 이 나선을 풀어주는 효소. 과정은 별거 없고, DNA를 뚝 자른 다름 돌려서 꼬인 것을 풀고 다시 붙인다.
  • 탄산 무수화 효소 : 적혈구에 있으며, 이산화탄소와 물을 반응시켜 탄산을 만드는 효소. 이 방식으로 혈액에서 이산화탄소를 운반한다.
  • 트랜스퍼레이스
치환반응을 하는 효소. 치환반응이란 A-B + C → A-C + B 의 형태를 갖는 반응을 말한다.
  • 프로티네이스
단백질을 분해하는 효소이다. 단백질이라고 해서 영구적으로 사용할 수 있는 것은 아니고, 낡거나 제 할 일을 다 마친 단백질은 분해된 다음 재활용하게 된다. 혹은 만들어진 단백질에 뭔가 이상이 있을 때 그 단백질을 분해하기도 한다.
  • 헬리케이스
DNA의 이중 나선을 풀어버리는 효소이다.
  • 하이드로제네이스
수소 분자의 가역적인 산화/환원을 촉매하는 효소. 혐기성 세균에게는 상당히 중요한 녀석이다.

이 외에도 많이 있으니 관심 있는 사람은 여기를 참조하자.

4. 관련 문서

5. 효소 식품?

효소 식품에서 말하는 효소는 실제 효소와는 뭔가 다른 의미로 변질된 것이다. 사실상 과학적 지식이 부족한 대중들에게 무언가 팔아먹기 위해서 그럴듯한게 포장한 식품들이 매우 많다.

효소 함유 식품은 효소의 기능을 통해 음식물이 흡수되기 용이한 형태로 전환시킴으로써 영양소의 흡수를 촉진시키는 작용을 한다. 또한 효소와 식이섬유는 장의 연동운동을 촉진하여 배변을 도움으로써 변비를 호전시킨다.[8] 즉 효소가 직접 작용하는 것은 음식의 소화, 흡수, 배설을 도와주는 정도가 끝이다. 소화기 계통의 질병이 아닌 다른 것을 치료한다고 말한다면 이는 분명한 사이비 약팔이라고 보면 된다. 예를 들면 이런 것. 혈액 순환이 어쩌고 하는 거 보면 이건 헛소리가 맞다. 그리고 효소는 일반인의 몸에서 부족할 수가 없다. 만약 효소가 부족하다면 그 사람은 이미 정상이 아닐 가능성이 높다.[9]

효소 제품이 식품의약품안전처의 '건강기능식품' 목록에 포함되었던 적이 있다. 2004년에서 2007년까지 당시 식약청에서 건강기능식품류의 효능을 재평가했다. 이 과정에서 효소, 로얄젤리 등은 제조사들이 효능을 입증하지 못했으나, 이들 원료를 당장 빼버리면 기업 경영에 큰 타격이 갈 수 있다는 이유로 2009년 연말까지 입증 기간을 넉넉히 주었다.# 그리고 2009년 연말이 왔으나 입증에 실패하여 2010년부터 제외되었다.# 하지만 여전히 알다시피, 건강기능식품 관련 내용만 쏙 뺀 채로 광고에는 온갖 내용을 다 붙여 말하고 있다. 비슷한 이야기인 음이온 관련한 내용과 비슷한 편.

식약처에서 규정한 효소 식품의 정의와 다른 의미로 사용하는 일부 약팔이들이 있는데, 식약처에서는 효소 식품을 식품에 효소를 다량 함유하게 한 것으로 정의하고 있다. 하지만 식품이 아니라 그냥 효소를 통째로 갖다 파는 경우가 있는데, 이는 그냥 효소지, 효소 식품은 아니다. 당연하게도 효과가 없다. 또한 아래 문단에서 언급된 것처럼, 설탕 절임(청)을 효소로 둔갑시켜서 파는 경우도 있다. 종편 건강 프로에 나오는 '효소 식품'은 전부 다 사실 청이다. 그런데 이젠 시중의 요리책(전문 요리사가 아닌 개인 요리연구가 아니면 블로거들의 책)까지 "효소발효액"을 청과 별도로 분류한다.하도 욕을 먹었는지 자막은 청으로 넣는 경우가 많다

사람은 효소를 직접 먹는다고 건강해지지는 않는다. 물론 효소가 생체활동의 필수요소이긴 하지만, 그걸 먹는다고 많이 확보되는 게 아니기 때문이다. 효소는 아미노산 덩어리이고, 이걸 먹으면 결국 , 에서 개박살나서 흡수된다. 즉, 효소를 먹으나 지나가던 벌레를 먹으나 그저 훌륭한 단백질 공급원인 것이다. 게다가 이런 논리를 극단적으로 가져가면 피가 부족한 사람은 피를 마시면 되고 흡혈귀 피부 조직이 비정상인 사람은 다른 사람의 피부 조직을 먹으면 된다결론이 나온다. 말도 안 되는 논리인 셈.[10]

간단한 요약.

효소를 만병통치약으로 믿는 사람들은 이렇게 생각한다.

  1. 효소는 우리 몸의 필수요소이다.
  2. 그러니까 효소를 많이 먹으면 몸에 좋겠지?[11]
  3. 그러니까 배양해서 먹자!(…)[12]
  4. 아스날
  5. PROFIT!!!

게다가 이름이 비슷하다는 이유로 효모까지 비슷한 취급을 받고 있다. 당장에 효모에도 있는데 효모배양액 막걸리 어쩌고 하는 것을 홈쇼핑 등지에서 버젓이 팔고 있다. 효모도 위에 들어가면 그냥 죽는다.

아이러니하게도 감기, 타박상, 염좌 등에 흔하게 처방되던 몇몇 소염효소제의 약리 성분이 바로 효소이다. 사실 모든 단백질이 소화관에서 아미노산으로 분해되는 것이 아니며, 소화관을 통해 체내로 들어와도 기능을 하는 단백질이 일부 있다. 문제는 한국에서 흔하게 쓰인 소염효소제의 과학적 근거가 빈약하다는 것이다. 경구 투여시 소화관에서 얼마나 흡수되어 어떤 혈중 농도를 보이며, 그로 인한 임상적 효과가 어느 정도 되는가에 대한 연구가 거의 없어서 임상재평가 중이다.[13] # #

5.1. 실체

인터넷 쇼핑에서 효소식품으로 검색하면 냅다 효소를 갖다 파는 사람도 있기는 하지만, 종편 등의 방송에서 효소라고 부르는 것들은 사실 대부분 , 즉 매실청 할 때 청이다. 옛날부터 있던 조리법 중 하나로 꿀이나 설탕에 과일이나 채소를 오랫동안 담가놨다가 먹는 것. 중,고등학교 과학시간에 배우는 확산 현상으로 과실 내부의 성분이 외부로 이동하기 때문에 결과적으로 과일 향이 나면서 달달하고 걸쭉한 액체가 만들어진다. 그래서 실제로 매실 말고도 다른 각 과일, 채소 고유의 효능이나 성분이 확산 현상과 함께 빠져나오는 경우는 흔하다. 애초에 저 과정이 일종의 추출 과정이라고 볼 수 있기 때문에 과일이나 채소의 성분이 청에 많이 함유되는 것도 이상하지 않다. 물론 저 과정에서 효소가 개입할 자리 따윈 없다.[14]

과일과 설탕으로 만드는 것이니 당연히 당 덩어리다만, 이렇게 만들어서 먹으면 그냥 먹기엔 너무 신 매실, 유자, 모과 등을 달달하고 맛있게 먹을 수 있다. 물론 종편에서 선전하는 만병통치약은 아니지만 매실청은 잘 알려진 것처럼 탈 났을 때 먹으면 좋으며, 음식에 설탕 대신 조미료로 쓰면 은은한 과일향이 더해지면서 색다른 요리를 만들 수도 있다. 시원하게 보관해 놨다가 물에 타 마시면 여름철 음료수로도 좋다.

다만 문제라면, 저걸 효소에다 밥을 준다고 표현하면서[15] 대놓고 설탕치는 약팔이들도 많다는 것.

당 섭취 측면에서 보면 절대 건강에 좋은 음식이 아니다. 매실청의 경우(당연히 이걸 매실효소라고 부르는 경우도 많다.) 집에서 만든 매실청 100g 당 당류 함량은 평균 49.6g, 시중에 판매하는 매실청 100g 당 당류 함량은 평균 57.2g 정도 된다. 물을 1대 4 비율로 희석해 매실음료(200ml)를 만든다고 가정하면 이 안에 들어가는 당류는 20~23g 수준이다. 두 번 정도 먹으면 WHO권장 당 섭취량을 가볍게 채울 수 있다. # 콜라의 당분 함량은 100㎖당 10.8g정도 되니, 콜라를 들이키는거나 매실청을 먹는거나 둘 다 비슷한 수준의 당분을 섭취하게 되는 것이다. 효소식품을 몸에 좋다고 믿는 사람들의 경우 콜라는 건강에 나쁘지만 효소는 몸에 좋다고 생각하는 경우가 대다수인데, 건강에 좋다는 이유로 당침출액을 정기적으로 복용하게 되면 탄산음료를 입에 달고 사는 수준으로 당분 섭취량이 많아져 인슐린 저항성이 증가할 위험이 있다는 것을 인지하여야 한다. 당뇨를 가지고 있는 사람이 효소가 몸에 좋다고 먹었다가 혈당조절에 실패한 사례들이 있다. #

사실 이런 식품을 효소라고 부르는 용법은 일본에서 들어온 것인데, 정확히 말하면 효소주스(酵素ジュース)라고 부르며 일본에서도 유사과학이라고 싫어하는 사람들 역시 많다.


  1. [1] RNA도 복잡한 3차원 구조를 이룰 수 있으며 일부는 화학반응의 촉매 역할을 한다. 이런 것들을 ribozyme이라 한다.
  2. [2] 이런 촉매들을 metalloenzyme이라 하며, 이런 이온들을 보결족이라 해서 따로 분류하기도 한다. 또한 실험 과정에서 효소의 활성을 멈춰야 할 때 시약에 킬레이터를 넣어서 이 이온들을 가라앉히기도 한다. 대표적인 예가 데옥시리보뉴클레이스(DNase), 리보뉴클레이스(RNase).
  3. [3] 이 이온들이 환원되어 치석과 플라그를 만들기도 한다.
  4. [4] 부모에서 유래된 것일 수도 있고, 생식세포 형성이나 수정 후 발생 과정에서 새롭게 생긴 것일 수도 있다.
  5. [5] 효소 유전자는 정상이지만 그 효소 유전자의 발현 조절에 관련된 ncRNA에 문제가 있거나, mRNA 스플라이싱 자리 등에 돌연변이가 생겨도 문제가 된다. 돌연변이가 없어서 유전정보가 정상이라도 DNA 메틸화가 부적절한 경우에 발병하는 유전병도 있다.
  6. [6] 체온이 40도 이상 올라가면 생명에 위협이 되는 이유가 바로 이 때문. 옛날에는 유아기 고열에 의해 뇌장애나 눈, 귀가 먼 사람들이 많았다.
  7. [7] 호열균 같은 경우 95도가 적정 온도이며 30도대로 내려가면 얼어죽는다!
  8. [8] 출처는 질환별로 본 건강기능 식품학 7장 151페이지. 신일북스 출판, 한국약학교육협의회 예방약학분과회 저술
  9. [9] 유전병 중 상당수가 효소가 부족하거나 비정상적으로 기능하는 것이 원인이다. 물론 아세트알데히드 탈수소효소처럼 유전자형에 따라 정상적으로 기능하는 효소의 양이 차이가 나면서도 질병으로 분류되지 않는 것들도 있다. 그리고 열성 유전병의 보인자도 효소의 양이 정상인보다 적은 건 맞지만, 적당히 기능할 정도의 양은 되기 때문에 정상에 가까운 표현형을 나타낸다.
  10. [10] 같은 이유로 콜라겐을 먹는다고 피부에 콜라겐이 보충되지도 않는다.
  11. [11] 비타민도 필수요소지만 많이 먹으면 중독증세를 일으킨다. 많이 먹는다고 좋은게 아니다.
  12. [12] 근데 효소는 생명체가 아니므로 배양이라고 하기도 어렵다. 그러나 이걸 파는 사람들은 보통 효소가 마치 생명체인 것처럼 묘사하기 때문에 이 표현을 굳이 사용한다.
  13. [13] 해외에서 경구용으로는 이미 퇴출되었으며, 스트렙토키나아제를 사용해도 정맥 주사를 통해 투여한다.
  14. [14] 식물 내부의 효소로 인해 설탕이 과당과 포도당으로 분해되거나 세포벽과 세포 소기관이 일부 분해될 수는 있다. 물론 건강에 미치는 영향은 없다.
  15. [15] 말도 안되는 소리다. 효소는 생명체가 아니라는 걸 잊지 말자.

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