[자연과학] 일반생물학 - 효소의 반응속도에 영향을 주는 요인에 대한 실험보고서

일반생물학 - 효소의 반응속도에 영향을 주는 요인에 대한 실험보고서

1. Abstract

이 실험은 효소의 반응에 영향을 주는 요인들을 찾아 그 원인을 알아보고, 각각의 요인에서 최적이 되는 지점을 알아보고자 하는 실험이다. 그러기 위해서 대표적인 인간의 효소인 α-Amylase와 이 효소에 반응하는 기질인 녹말이 주 실험재료로써 사용된다. 그리고 녹말의 양이나 iodine의 양과 같은 변인들을 통제 한 뒤 관찰 대상인 효소의 농도, 온도, pH를 각각 조작 변인으로 하여 총 3종류의 실험을 통해 각 요인이 효소의 반응에 미치는 영향을 알아보고자 한다.
그리고 실제 반응이 일어난 시간을 측정하기 위해 녹말과 반응을 하여 청남 색을 띠는 Lugol`s iodine 용액이 사용된다. 일정한 시간간격을 두고 녹말과 α-Amylase 혼합액을 이 용액에 떨어트려 반응이 어느 정도 진행되었는가를 관찰한다. 이를 통해서 효소의 농도에 따른 반응속도와 최적 산성도, 최적 온도를 찾아내고 그 요인들을 분석 본다.
효소의 농도에 따른 반응속도의 경우 효소의 농도가 높아질수록 반응속도가 증가하는 것을 관찰 할 수 있었다. 이는 기질과 반응하는 효소의…(생략)

2. Introduction

1)효소: 살아있는 생물의 체내에서 일어나는 화학반응은 아무런 촉매의 작용 없이 일어난다면 그 속도는 생물체가 살아가기에 터무니없이 느리다. 그렇기 때문에 생물체 내에서 일어나는 대부분의 화학반응에는 생체 촉매인 효소가 작용하여 그 반응이 빠르게 일어나도록 도와준다. 그리고 효소의 주성분인 단백질은 열이나 pH에 큰 영향을 받기 때문에 효소는 반응이 가장 활발하게 일어나는 최적 온도와 최적 pH 를 갖는다. 사람의 체내의 효소에는 수없이 많은 종류가 있지만 그중에서 대표적인 효소로 침 속의 α-Amylase나 위액의 성분인 펩신 등이 있다. 이 실험에서는 효소 중에서 가장 얻기 쉽고 반응이 간단한 α-Amylase가 효소로 사용된다.

2)기질: 효소는 생물의 체내에서 특정 분자와만 결합하여 반응을 일으키는데, 이때 그 특정한 분자를 가리켜 기질이라고 한다. 모든 효소는 각각에 기질 특이성이라 불리는 선택성이 있는데, 이는 기질이 효소에 결합하는 부위인 활성화부위에 해당하는 모양의 기질만이 그 효소와 결합하여 반응이 일어날 수 있기 때문에 존재 한다. 이 실험에서의 기질은 α-Amylase와 반응하는 녹말이 된다.

3)효소의 작용과정: 사람의 체내에서 화학 반응이 일어날 때, 그 속도를 빠르게 일어나도록 도와주는 것이 효소의 작용이다. 이러한 과정이 어떻게 일어나는지 면밀히 살펴보자면, 먼저 효소는 활성화 부위라는 곳을 자신과 모영이 맞는 기질을 결합 시킨다. 그러면 효소는 그 기질을 변형시켜서 반응이 쉽게 일어나도록 만들어 준다. 이때 반응이 쉽게 일어나도록 하는 원리는 바로 활성화 에너지를 낮추어 주는데 있다. 효소는 반응이 빠르게 일어나도록 하기위해서 기질에 일어나는 반응 경로를 다른 경로로 우회시켜준다. 즉, 그것은 효소가 기질과 결합한 뒤 보다 반응에 필요한 활성화 에너지가 적게 드는 모양으로 기질을 변형시켜 반응이 쉽게 일어나도록 만드는 것이다. 이러한 과정을 통해서 효소는 촉매의 역할을 하게 되는 것이다.

4)α-Amylase(아밀라아제): 아밀라아제는 대표적인 효소로 침과 이자액에 주로 존재한다. 이 효소는 녹말을 엿당으로 분해시키는 역할을 하는데 이는 인간이나 기타 다른 고등동물에게 있어서 필수적인 화학 반응이다. 왜냐하면 녹말로 이루어진 식물로부터 에너지를 얻는데 매우 필수적이기 때문이