목차
1. 실험제목
2. 실험목적
3. 서 론
-효 소
-효소의 특징
-보조인자(조효소)
-가수분해
-효소의 이용
-Catalase
-미생물의 생장과 산소 요구성
4.실험도구 및 재료
5.실험방법
6.결 과
7.고 찰
8.참고문헌
2. 실험목적
3. 서 론
-효 소
-효소의 특징
-보조인자(조효소)
-가수분해
-효소의 이용
-Catalase
-미생물의 생장과 산소 요구성
4.실험도구 및 재료
5.실험방법
6.결 과
7.고 찰
8.참고문헌
본문내용
이성은 제일 중요한 효소의 성질이다.
일반적으로 효소 작용 기질 특이성은 흔히 열쇠와 자물쇠 관계로 설명하여 왔는데, 최근에는 유도 적합 이론이 일반화되어 있다. 이 이론에 따르면 효소의 활성부위는 고정된 공간이 아니고, 기질이 접근하면 효소를 구성하는 아미노산잔기가 특이적으로, 또 정확한 공간배치가 되도록 유도한다고 알려져 있다.
기질분자는 최종반응 생성물에 이르기까지 일련의 중간 구조를 거쳐야 한다. 이 중간 구조는 매우 불안정한 전이 상태로서 이때 자유 에너지는 크게 작아진다. 따라서 기질이 생성물로 되는 반응이 효소가 없을 때 보다 매우 쉽게 일어나게 되고, 반응 속도가 증가하는 결과를 나타낸다.
효소는 반응의 활성화에너지를 낮추지만, 촉매하는 화학반응 자체의 자유에너지 관계를 바꿀 수는 없다. 만일, 효소가 정방향의 반응속도, 즉 A→B를 10의 8승배로 가속시킨다면, 역방향의 반응속도 또한 동일하게 증가한다. 정방향과 역방향의 반응 속도의 비율은 A와 B의 농도비율로 결정된다. 그러나 생체 세포에서는 이러한 평형상태가 갖는 의미는 크지 않다. 즉, 하나의 효소에 의해 생성된 물질은 곧 다른 효소의 기질이 되어 소비되고, 계속 해서 일련의 반응이 일어나서 한 방향으로 진행되며, 전체적인 효소 반응은 매우 정교하게 조절된다.
효소 반응도 일반적인 화학반응과 마찬가지로 온도가 높으면 반응 속도는 증가하지만, 효소는 단백질이기 때문에 반응 온도가 지나치게 높아지면 열변성에 의해 활성을 잃어 버리므로 효소의 기능인 촉매활성을 잃는다. 각각의 효소는 효소반응이 효율적으로 일어날 수 있는 최적온도가 있다. 또 각 효소에는 각각의 고유 최적 pH가 있고, pH가 극단적으로 높거나 낮아져도 효소의 활성을 잃어버린다.
효소는 촉매하는 화학반응의 종류에 의해 6개 군으로 구별되고 각각의 효소에 계통적인 효소 번호와 효소명을 붙인다.
3-3보조인자(조효소)
효소중에는 그 활성을 나타내는 데 단백질 구조에만 의존하는 것이 있으며, 또 다른 비단백질 구조체 즉, 보조인자를 필요로 하는 효소들도 있다. 보조인자는 금속이온일 수도 있으며, 또는 보조효소라고 불리는 복잡한 유기분자일 수도 있다. 때로는 이 두가지 보조인자를 모두 필요로 하는 경우도 있다. 보조인자로 작용하는 금속이온으로는 아연, 마그네슘, 망간, 철, 구리, 칼륨 및 나트륨 등이 있다. 효소 단백질은 대부분이 열에 불안정한데 비해 보조효소의 유기구조는 열에 안정하다. 보조인자는 효소 단잭질에 견고하게 또는 느슨하게 결합될 수도 있다. 제한된 숫자의 보조효소가 잘알려져 있으며 그중 다음의 것들이 가장 중요하다
①.NAD (Nicotinamide adenine dinucleotide) - 수소원자 또는 전자를 이동시키는 효소로 유기물의 산화에 관여한다.
②.NADP(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) - 구조와 기능이 NAD와 비슷하나 NAD는 2개의 인(P) 원자를 가지고 있으며 NADP는 3개의 인 원자를 가지고 있다.
③.보조효소A(coenzyme A) -판토텐산의 유도체, 지방산의 대사와 합성에 관여한다.
④.플라빈 단백질 - 플라빈 모노뉴클레오타이드와 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드를 총칭하여 플라빈 단백질이라고 한다. 이들은 수소원자나 전자를 대사물로부터 산소로 전달하는 데에 중요한 역할을 한다.
⑤.보조효소M(Coenzyme M)-메탄균에만 존재하는 보조효소로서 메탄 생성시 메틸기의 전달체 역할을 한다.
3-4 가수분해
①.탄수화물의 가수분해
대부분의 세균들은 탄수화물을 분해하여 탄소와 에너지를 얻는다. 탄수화물은 탄수, 수소와 산소 의 비율로 함유하는 고분자 물질로 분자량에 따라 단당류, 이당류, 다당류로 나뉜다. 단당류는 3개 내지 7개의 탄소를 가지고 있는 단순 당이고, 이당류는 두 개의 단당으로 구성되어 있으며 다당류는 8개의 다당으로 구성되어있다. 내부효소는 주로 기질을 분해하여 세포를 통과할 수 있는 작은 물질로 만드는 가수분해 효소이다. 외부효소인 아밀라아제는 다당류인 전분을 분해하여 단당류인 포도당을 만든다. 포도당은 세포내로 들어갈 수 있으며 일부분의 미생물은 포도당을 산화적으로 분해하여 물과 탄산가스를 만든다. 산화적 대사는 분자 상 산소가 요구되나 발효적 대사는 산소를 필요로 하지 않지만 산소 존재하 에서도 일어날 수 있다. 발효의 최종산물은 저분자량의 유기물질로 보통 유기산이 생성된다.
-포도당-
포도당은 자연계에 가장 널리 분포되어 있는 aldohexose로서 전분, 섬유질, 배당체에서도 결합상태로 함유되어 있다. 이러한 결합상태의 포도당은 산이나 효소로 가수분해 시키면 포도당을 생성한다.
일반적으로 포도당은 -D-glucose이지만, 이것을 섭씨 98도 이상의 물에서 결정화시키면
-D-glucose가 생성된다. 공업적으로는 일반적으로 전분을 효소로 가수분해 시켜 제조하고 있다.
-전분-
전분은 식물의 탄소동화작용으로 생성되는 저장성 탄수화물이고 감자, 고구마, 옥수수, 쌀 등에 다량 함유되어 있다. 전분은 묽은 염산이나, 수산, 황산으로 가수분해하면 포도당이 생성되지만 diastase나 amylase같은 당화효소로 가수분해 시키면 효소의 종류에 따라 맥아당이나 포도당이 생긴다.
②.지질(지방)의 가수분해
많은 세균들은 리파아제(Lipase)라는 외부효소를 이용하여 지방을 분해한다. 지방은 글리세롤과 3개의 지방산으로 분해된다. 일부분의 세균은 글리세롤을 발효할 수 있으며 어떤 것들은 지방산을 산화시킨다. 버터와 같은 식품에서 지방의 가수분해가 일어나면 지방산 때문에 산패 냄새가 난다. 또 지방은 폐수처리과정에서 많은 어려움을 초래하는데 반응시간이 오래 걸리고 많은 산소가 필요하기 때문이다. 어떤 균이 지방을 가수분해 하는지는 균의 분류와 동정에 중요하다.
-포화지방산-
분자 내에 이중결합이 없는 것으로, 지방산을 구성하는 탄소와 탄소의 결합이 단일결합으로 모두 수소로 포함되어 있다. 포화지방산에는 탄소의 수가 증가할수록 상온에서 융점이 높아진다. 포화지방산은 상온에서 고체인 것이 많다. 예를 들어 쇠기름, 돼지기름, 버터 등이 있다. 이
일반적으로 효소 작용 기질 특이성은 흔히 열쇠와 자물쇠 관계로 설명하여 왔는데, 최근에는 유도 적합 이론이 일반화되어 있다. 이 이론에 따르면 효소의 활성부위는 고정된 공간이 아니고, 기질이 접근하면 효소를 구성하는 아미노산잔기가 특이적으로, 또 정확한 공간배치가 되도록 유도한다고 알려져 있다.
기질분자는 최종반응 생성물에 이르기까지 일련의 중간 구조를 거쳐야 한다. 이 중간 구조는 매우 불안정한 전이 상태로서 이때 자유 에너지는 크게 작아진다. 따라서 기질이 생성물로 되는 반응이 효소가 없을 때 보다 매우 쉽게 일어나게 되고, 반응 속도가 증가하는 결과를 나타낸다.
효소는 반응의 활성화에너지를 낮추지만, 촉매하는 화학반응 자체의 자유에너지 관계를 바꿀 수는 없다. 만일, 효소가 정방향의 반응속도, 즉 A→B를 10의 8승배로 가속시킨다면, 역방향의 반응속도 또한 동일하게 증가한다. 정방향과 역방향의 반응 속도의 비율은 A와 B의 농도비율로 결정된다. 그러나 생체 세포에서는 이러한 평형상태가 갖는 의미는 크지 않다. 즉, 하나의 효소에 의해 생성된 물질은 곧 다른 효소의 기질이 되어 소비되고, 계속 해서 일련의 반응이 일어나서 한 방향으로 진행되며, 전체적인 효소 반응은 매우 정교하게 조절된다.
효소 반응도 일반적인 화학반응과 마찬가지로 온도가 높으면 반응 속도는 증가하지만, 효소는 단백질이기 때문에 반응 온도가 지나치게 높아지면 열변성에 의해 활성을 잃어 버리므로 효소의 기능인 촉매활성을 잃는다. 각각의 효소는 효소반응이 효율적으로 일어날 수 있는 최적온도가 있다. 또 각 효소에는 각각의 고유 최적 pH가 있고, pH가 극단적으로 높거나 낮아져도 효소의 활성을 잃어버린다.
효소는 촉매하는 화학반응의 종류에 의해 6개 군으로 구별되고 각각의 효소에 계통적인 효소 번호와 효소명을 붙인다.
3-3보조인자(조효소)
효소중에는 그 활성을 나타내는 데 단백질 구조에만 의존하는 것이 있으며, 또 다른 비단백질 구조체 즉, 보조인자를 필요로 하는 효소들도 있다. 보조인자는 금속이온일 수도 있으며, 또는 보조효소라고 불리는 복잡한 유기분자일 수도 있다. 때로는 이 두가지 보조인자를 모두 필요로 하는 경우도 있다. 보조인자로 작용하는 금속이온으로는 아연, 마그네슘, 망간, 철, 구리, 칼륨 및 나트륨 등이 있다. 효소 단백질은 대부분이 열에 불안정한데 비해 보조효소의 유기구조는 열에 안정하다. 보조인자는 효소 단잭질에 견고하게 또는 느슨하게 결합될 수도 있다. 제한된 숫자의 보조효소가 잘알려져 있으며 그중 다음의 것들이 가장 중요하다
①.NAD (Nicotinamide adenine dinucleotide) - 수소원자 또는 전자를 이동시키는 효소로 유기물의 산화에 관여한다.
②.NADP(Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) - 구조와 기능이 NAD와 비슷하나 NAD는 2개의 인(P) 원자를 가지고 있으며 NADP는 3개의 인 원자를 가지고 있다.
③.보조효소A(coenzyme A) -판토텐산의 유도체, 지방산의 대사와 합성에 관여한다.
④.플라빈 단백질 - 플라빈 모노뉴클레오타이드와 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드를 총칭하여 플라빈 단백질이라고 한다. 이들은 수소원자나 전자를 대사물로부터 산소로 전달하는 데에 중요한 역할을 한다.
⑤.보조효소M(Coenzyme M)-메탄균에만 존재하는 보조효소로서 메탄 생성시 메틸기의 전달체 역할을 한다.
3-4 가수분해
①.탄수화물의 가수분해
대부분의 세균들은 탄수화물을 분해하여 탄소와 에너지를 얻는다. 탄수화물은 탄수, 수소와 산소 의 비율로 함유하는 고분자 물질로 분자량에 따라 단당류, 이당류, 다당류로 나뉜다. 단당류는 3개 내지 7개의 탄소를 가지고 있는 단순 당이고, 이당류는 두 개의 단당으로 구성되어 있으며 다당류는 8개의 다당으로 구성되어있다. 내부효소는 주로 기질을 분해하여 세포를 통과할 수 있는 작은 물질로 만드는 가수분해 효소이다. 외부효소인 아밀라아제는 다당류인 전분을 분해하여 단당류인 포도당을 만든다. 포도당은 세포내로 들어갈 수 있으며 일부분의 미생물은 포도당을 산화적으로 분해하여 물과 탄산가스를 만든다. 산화적 대사는 분자 상 산소가 요구되나 발효적 대사는 산소를 필요로 하지 않지만 산소 존재하 에서도 일어날 수 있다. 발효의 최종산물은 저분자량의 유기물질로 보통 유기산이 생성된다.
-포도당-
포도당은 자연계에 가장 널리 분포되어 있는 aldohexose로서 전분, 섬유질, 배당체에서도 결합상태로 함유되어 있다. 이러한 결합상태의 포도당은 산이나 효소로 가수분해 시키면 포도당을 생성한다.
일반적으로 포도당은 -D-glucose이지만, 이것을 섭씨 98도 이상의 물에서 결정화시키면
-D-glucose가 생성된다. 공업적으로는 일반적으로 전분을 효소로 가수분해 시켜 제조하고 있다.
-전분-
전분은 식물의 탄소동화작용으로 생성되는 저장성 탄수화물이고 감자, 고구마, 옥수수, 쌀 등에 다량 함유되어 있다. 전분은 묽은 염산이나, 수산, 황산으로 가수분해하면 포도당이 생성되지만 diastase나 amylase같은 당화효소로 가수분해 시키면 효소의 종류에 따라 맥아당이나 포도당이 생긴다.
②.지질(지방)의 가수분해
많은 세균들은 리파아제(Lipase)라는 외부효소를 이용하여 지방을 분해한다. 지방은 글리세롤과 3개의 지방산으로 분해된다. 일부분의 세균은 글리세롤을 발효할 수 있으며 어떤 것들은 지방산을 산화시킨다. 버터와 같은 식품에서 지방의 가수분해가 일어나면 지방산 때문에 산패 냄새가 난다. 또 지방은 폐수처리과정에서 많은 어려움을 초래하는데 반응시간이 오래 걸리고 많은 산소가 필요하기 때문이다. 어떤 균이 지방을 가수분해 하는지는 균의 분류와 동정에 중요하다.
-포화지방산-
분자 내에 이중결합이 없는 것으로, 지방산을 구성하는 탄소와 탄소의 결합이 단일결합으로 모두 수소로 포함되어 있다. 포화지방산에는 탄소의 수가 증가할수록 상온에서 융점이 높아진다. 포화지방산은 상온에서 고체인 것이 많다. 예를 들어 쇠기름, 돼지기름, 버터 등이 있다. 이
소개글