경쟁적 저해제 비경쟁적 저해제 - gyeongjaengjeog jeohaeje bigyeongjaengjeog jeohaeje

반응을 했을 때 이전의 물질을 반응물, 이후의 물질을 생성물이라고 부른다.

그런데 만약 효소에 의한 반응을 했다면? 이때의 반응물은 특별히 기질이라고도 부를 수 있다.

◈ 저해제 ㉠이 효소 X에 결합하면 효소의 활성 부위를 변형시킨다. ⓧ [백호]

㉠은 경쟁적 저해제인데ㅋㅋ ㉠이 효소의 뒤에다가 들이 받는 것으로 보고 비경쟁적 저해제라고 잘못 보면 틀릴 수가 있음ㅋㅋ

◈ 저해제 ㉡은 경쟁적 저해제이다. ⓧ [자작]

ㅋㅋ마찬가지로 ㉡이 활성 부위에 결합한 것으로 착각하면 맞는 것으로 생각할 가능성이 꽤나 높음ㅋㅋㅋ

■ 경쟁적 저해제(competitive inhibitor)

기질과 입체 구조가 유사한 물질이 효소의 활성 부위에 먼저 결합하여 효소의 기능을 억제한다.

기질의 농도가 높아지면 저해 효과는 감소한다.

◈ 경쟁적 저해제는 기질의 활성 부위에 결합한다. ⓧ [백호] ㅋㅋㅋㅋ말장난 조심ㅋㅋ 기질이 아니라 효소임ㅋㅋ

◈ 경쟁적 저해제는 반응의 활성화 에너지를 높인다. ⓧ [최정윤] 활성화 에너지를 변화시킬 수 있는 건? 효소의 유무!!

2013년 7월 교육청 모의고사 자료인데, B가 A의 경쟁적 저해제로 작용하냐고 물어봤다. 저해제는 비경쟁적 저해제 아니면 경쟁적 저해제밖에 없는데 뒷꽁무니에 결합하는 비경쟁적 저해제가 아니므로 경쟁적 저해제라 생각해서 맞다고 그러면 대학을 못 감ㅋㅋㅋㅋㅋㅋㅋ 자료를 자세하게 보면 B는 경쟁적 저해제도 아니고, 비경쟁적 저해제도 아니다. 굳이 역할을 따지자면 B는 효소의 활성 부위에 결합하지 못하므로 효소의 '기질 특이성' 정도로 설명된다. 게다가 문제에서 A는 효소라고 주었지만, B가 저해제라는 조건이 없으므로 문제는 깔끔했다. 위 자료에서 C는 '효소-기질 복합체'이고, A는 반응물을 생성물로 만들 때 물(H2O)이 들어가므로 가수 분해 효소이다.

■ 비경쟁적 저해제(non-competitive inhibitor)

기질과 입체 구조는 다르지만 효소의 활성 부위가 아닌 다른 곳에 결합하여 활성 부위의 모양을 변형시킴으로써

효소의 기능을 억제한다. 그리고 기질의 농도와는 상관없이 저해 작용을 한다.

◈ 비경쟁적 저해제가 효소의 활성화 자리에 결합하면 반응속도는 낮아진다. ⓧ [최정윤]

말장난 조심해;; 비경쟁적 저해제는 효소의 활성 부위에 결합할 수 없음ㅋㅋ

㉠은 A로 경쟁적 저해제이고, ㉡은 B로 비경쟁적 저해제이다.

◈ 경쟁적 저해제가 있는 경우 기질 농도가 X일 때 효소는 기질에 의해 포화된다. ⓞ [2014년 10월 교육청]

효소가 기질에 의해 포화된다는 말이 한 번에 이해되지 않을 수 있음.. 효소가 기질에 의해 포화된다.. 효소가 기질에 의해 포화되어서 더이상 제기능을 하지 못한다는 뜻으로 이해한다. 경쟁적 저해제는 기질이 많을 때 저해 효과가 감소하기 때문이다.

◈ X일 때 B가 있는 경우 충분한 시간을 주어도 생성물의 양은 저해제가 없을 때보다 적다. ⓧ [자작]

B가 있을 때는 효소가 망가져서 초기 반응 속도가 떨어진 채로 나타나긴 하지만 시간 많이 주면 생성물은 동일하다.

왜지? 반응물인 기질의 농도는 X로 똑같기 때문에, 시간만 충분하면 생성물의 양은 동일하다.

위 그래프를 보고서 곧바로 떠올릴 때 주의해야 할 것이 있다. 2는 경쟁적 저해제에 의한 작용인데,

3은 비경쟁적 저해제에 의한 작용일 수도 있고, 또는 효소의 농도가 절반일 수도 있으니 문제에 따라 다르게 적용한다.

지금까지는 계속 그래프의 곡선형 자료를 주었는데 2015년 6월 평가원에서 표로 처음 제시하기 시작했다. 같은 관점으로 이 자료를 공부하자. 문제에서 주어진 조건으로는 한 경우만 저해제가 포함되지 않았고, 나머지 세 개 중 한 개만이 비경쟁적 저해제를 사용했다고 하였다. 그러면 4번이 정상이고, 1번은 비경쟁적 저해제이고, 2번과 3번이 경쟁적 저해제인데, 3번의 초기 반응 속도가 높은 것으로 보아 2번의 저해 효과가 더 뛰어난 것으로 파악할 수 있다.
 

◈ 2보다 3에서 사용된 저해제가 효소와 잘 결합한다. ⓧ [최정윤] 2가 저해 효과가 더 뛰어남

◈ S일 때는 '저해제와 결합한 효소의 농도/효소기질 복합체의 농도' 3<2 이다. ⓞ [최정윤]

S이므로 50까지를 기준으로 해서 흰색 높이가 분모에 나머지 높이가 분자에 들어가면 맞는 말임

A는 기질 대신에 결합하는 것으로 보아 경쟁적 저해제이고,

B는 기질과 경쟁하지 않고 효소의 뒷꽁무니에 결합하는 것으로 보아 비경쟁적 저해제이다.

 
효소 농도가 적다는 것을 비경쟁적 저해제가 결합한 것으로 이해해도 좋다. 

이 그림을 보고서 이소류신이 효소에 결합했더니 효소의 활성부위 모양이 뒤틀리면서 기질인 트레오닌이 결합할 수 없는 것으로 보아 이소류신은 비경쟁적 저해제로 작용했다는 것을 실전에서 빨리 볼 수 있어야 한다.

   비경쟁적 저해제의 (비)가역 반응

비경쟁적 저해제는 기질의 농도에 관계없기 작용하기 때문에 저해제 숫자의 존재만큼 효소를 무력화시킬 수 있으므로 경쟁적 저해제보다 더 치명적인 영향을 줄 수 있다. 이때 비경쟁적 저해제가 효소에 계속 결합해 있는 상태로 지속되어 효소를 쓸모없게 만드는 경우도 있지만, 경우에 따라서는 무언가가 비경쟁적 저해제를 분해하면 활성 부위가 다시 원래의 효소 형태로 돌아가는 경우가 있는데 이를 '가역 반응'이라고 부르며, 문제의 자료에 따라 매번 다르게 적용되기 때문에 지금은 그럴 수 있다는 경험만 하고, 실전에서는 문제에 근거하여 해결한다.

   대학교에서 그래프를 그리는 방법

기질과 속도를 역수 취해서 그래프를 그린다. 수능에서도, 내신에서도, 모의고사에서도 이 그래프가 단 한 번도 출제된 역사가 없지만.. 혹시나 해서 공부하겠음.. 그런데 별로 안 어려움ㅋㅋ

A(저해제 없음), B(경쟁적 저해제), C(비경쟁적 저해제)