생명체는 수많은 대사과정의 활동으로 들끓고 있다. 모든 살아있는 세포내에서는 한 순간에도 수천 종류의 화학반응이 대단히 빠른 속도로 진행되고 있다.

만일 이 과정에 촉매작용을 수행하는 단백질인 효소가 없으면 이들 대사반응은 생명을 유지하기에는 너무 느린 속도로 진행될 것이다. 또한 이것이 존재함으로써 낮은 온도에서 화학반응이 일어난다. 체내에서 적당한 속도로 화학반응이 진행되기 때문에 우리가 일상생활을 영위할 수 있는 것이다.

효소는 체내에서 수많은 생화학적인 반응을 가속화하고 촉진하는 촉매다. 이것이 존재함으로써 온화한 상태인 체내에서 수많은 화학반응이 적당한 속도로 진행된다. 인체에서 화학반응의 정지상태는 죽음을 의미한다.

많은 효소들이 단백질 성분만으로 촉매작용을 수행하지만 어떤 효소들은 보조인자(cofactor)라고 칭하는 비단백질 성분을 필요로 한다. 이 보조인자는 금속이온 또는 보조효소(coenzyme)라고 하는 유기 분자일 수도 있다.

유기 보조인자인 보조효소들은 비타민 혹은 그들의 구성 성분으로 비타민을 포함하고 있다. 어떤 보조효소들은 효소에 공유결합 등에 의해 강하게 결합하고 있다. 이런 상태의 보조효소를 효소의 보결 원자단(prosthetic group)이라고 한다.

우리가 음식을 통해서 섭취하는 기본적인 에너지원인 탄수화물, 단백질, 지방 등은 자동차의 연료(휘발유, 경유 등)에 상당할 것이다. 주유를 가득한 것만으로 자동차가 달리지 못하는 것처럼 인체도 영양소를 충분히 섭취한 것만으로는 활동을 할 수가 없다.

우리의 몸은 영양소라는 원료를 적정 크기로 분해하고 소화·흡수해 신진대사에 활용될 때 비로소 움직일 수 있다. 이처럼 인체에서 일어나는 신진대사 활동의 촉매작용을 하는 일꾼이 바로 효소다.

환언하면, 효소는 자동차의 배터리같은 존재로서 생명활동을 수행하는데 필수적인 물질이다. 따라서 효소가 없으면 우리는 먹은 음식을 소화할 수 없기 때문에 움직일 수가 없다. 생물은 효소가 삶의 근원, 즉 생명의 불씨 역할을 해주는 덕택에 살아가고 있다.

효소 가운데 비교적 잘 알려져 있는 것이 소화 효소인데 가령 침 속에 있는 프티알린(ptyalin)은 녹말만을 맥아당(maltose)으로 분해하는 촉매작용을 한다. 위 속의 펩신(pepsin)은 단백질만을 부분 가수분해하는 기능을 가지고 있다. 즉, 프티알린은 분자의 입체구조가 녹말 분자와 꼭 들어맞는 구조를 하고 있어서 녹말만을 분해하고 펩신은 단백질 분자에 적당한 구조를 가지고 있어서 단백질을 분해하는 특이성이 존재하는 것이다.

맥아당을 분해해 포도당으로 만드는 효소는 기질인 말토스의 어미를 고쳐 말타아제(maltase)라 칭한다. sucurase는 설탕을 포도당과 과당으로 분해한다. 때로는 효소가 관여하는 반응의 종류를 표시하면서 어미를 역시 -ase(아제)로 바꿔 부르기도 한다. 예를 들어 수소이탈반응에 관여하는 효소는 수소이탈효소(dehydrogenase)라고 부른다. <제주대학교 화학과 교수>