효소(酵素, Enzyme)란?
- 생물체 내에서 각종 화학반응을 촉매(觸媒)하는 단백질.
모든 화학반응은 반응물질 외에 미량의 촉매가 존재함으로써 반응 속도가 현저히 커지는데, 생물체 내에서도 모든 화학반응이 이 촉매에 의해 속도가 빨라진다. 다만 무기 반응의 촉매와는 달리 생물체 내의 촉매는 모두가 단백질이다. 따라서 생물체 내의 촉매를 특히 효소라고 부른다.
효소는 단백질이기 때문에 무기 촉매와는 달리 온도나 pH(수소이온농도)등 환경 요인에 의하여 기능이 크게 영향을 받는다. 즉, 모든 효소는 특정한 온도 범위 내에서 활성(活性)이 가장 크게 나타난다. 대개의 효소는 온도가 35∼45℃에서 활성이 가장 크다. 이것은 온도가 올라가면 화학반응 속도가 일반적으로 커짐에 따라 효소의 촉매작용도 커지지만, 온도가 일정 범위를 넘으면 화학반응 속도는 커져도 단백질의 분자 구조가 변형을 일으켜 촉매 기능이 떨어지기 때문이다.
또 효소는 pH가 일정 범위를 넘으면 기능이 급격히 떨어진다. 이것은 단백질의 구조가 그 주변 용액의 pH의 변화에 따라 달라지고, 효소 작용은 특정 구조를 유지하고 있을 때에만 나타나기 때문이다. 효소는 아무 반응이나 비선택적으로 촉매하는 것이 아니고, 한 가지 효소는 한 가지 반응만을, 또는 극히 유사한 몇 가지 반응만을 선택적으로 촉매하는 기질특이성(基質特異性)을 가지고 있다. 기질이란 효소에 의하여 반응 속도가 커지게 되는 물질, 즉 효소에 의하여 촉매작용을 받는 물질을 말한다.
효소에 이와 같이 기질특이성이 있는 것은 효소와 기질이 마치 자물쇠와 열쇠의 관계처럼 공간적 입체구조가 꼭 들어맞는 것끼리 결합하여, 그 결과 기질이 화학반응을 일으키기 때문이라고 해석하는 이론도 있다. 효소 가운데 비교적 잘 알려져 있는 것이 소화효소(消化酵素)인데, 가령 침 속에 있는 프티알린(ptyalin)은 녹말만을 말토오스(일명 맥아당)로 분해하는 촉매작용을 가지고 있고, 또 위 속의 펩신(pepsin)은 단백질만을 부분 가수분해하는 기능을 가지고 있다. 여기서 프티알린은 분자의 입체구조가 녹말 분자와 꼭 들어맞는 구조를 하고 있어서 녹말만을 분해하는 것이며, 펩신은 단백질 분자와 꼭 들어맞는 구조를 하고 있어서 위와 같은 기질특이성이 생기는 것이라고 해석된다. 효소가 화학반응 속도를 빠르게 하는 것은 일반 무기화학 반응에서 촉매의 작용 메커니즘과 마찬가지로 활성화(活性化) 에너지를 낮추기 때문이다. 화학반응은 반응분자들이 서로 충돌 또는 접촉하여 새로운 산물이 생기는 현상이다. 그러나 충돌이 일어났다고 하여 반드시 반응이 일어나는 것은 아니고, 충돌의 결과 화학반응을 할 수 있는 분자는 어느 수준 이상의 충분한 운동에너지를 가진 것들에 한한다. 어떤 물질이 화학반응을 일으키기 위해 필요한 최소의 운동에너지를 그 반응의 활성화 에너지라고 한다. 따라서 운동에너지가 작은 물질이 반응을 일으키기 위해서는 외부로부터 에너지를 흡수하여 활성화되어야 한다.
온도가 높아지면 반응 속도가 커지는 것은, 반응분자들이 열을 흡수하여 운동에너지가 커져서 활성화 에너지 이상의 에너지를 가진 분자의 수가 많아지기 때문이다. 그런데 효소가 존재하면 이 효소가 기질(基質)과 결합하여 효소-기질 복합체가 형성되는데, 이것이 형성되는 데 필요한 활성화 에너지는 효소가 없을 때의 반응의 활성화 에너지보다 훨씬 작다. 그러므로 효소가 어떤 물질의 화학 반응을 촉진하는 것은 반응에 필요한 활성화 에너지를 줄여주기 때문이라고 해석된다. 효소는 기질특이성을 가지고 있으므로 기질의 종류만큼 효소의 종류도 많다. 그래서 가령 A라는 물질이 B로 될 때는 그에 대한 효소 α가 있게 되고, B가 다시 C로 될 때는 또 이에 대한 효소 β가 있게 된다. 생물체 내에 존재하는 유기화합물의 종류는 수없이 많고, 또 이 많은 화합물들이 여러 가지 반응에 참여하므로 생물체 내에 존재하는 효소의 종류도 헤아릴 수 없이 많다. 이 많은 효소들을 구별하기 위하여 각 효소에 명칭을 붙이는데, 대체로 그 효소가 작용하는 기질의 명칭의 어미를 -아제(-ase)로 바꾸어 명명한다.
예를 들면, 말토오스(maltose:맥아당)를 분해하여 포도당으로 만드는 효소는 기질인 말토오스의 어미를 고쳐 말타아제로 한다. 또 때로는 효소가 관여하는 반응의 종류를 표시하면서 어미를 역시 -아제로 바꾸어 부르기도 한다. 예를 들어 수소이탈반응(dehydrogenation)에 관여하는 효소는 수소이탈효소(dehydrogenase)라고 부른다. 이 경우는 기질의 이름을 앞에 붙여 어떤 물질의 수소이탈 반응을 촉진시키는 효소인가를 분명히 한다. 예를 들어 숙신산의 수소이탈반응을 촉진시키는 효소는 숙신산 수소이탈효소(succinic acid dehydrogenase)라고 부르는 것과 같다. 효소의 명칭에 이러한 법칙성을 정한 것은 효소들이 많이 발견되면서 비롯된 것이고, 초기에 몇몇 효소들이 하나씩 발견되었을 때는 이러한 법칙성이 없이 명명되었다. 프티알린 ·펩신 등은 이처럼 초기에 명명된 이름들이다. 생체내 물질대사가 깊이 연구됨에 따라 수없이 많은 효소들이 발견되었기 때문에 생물학자들은 이 많은 효소들을 체계적으로 분류하는 방법을 연구하여 현재 국제적 규약에 따라 효소를 6군으로 크게 분류한다. 이 분류는 효소가 촉매하는 반응의 화학적 종류에 따라 분류한 것이다. 그리고 이 6군의 각 군을 다시 몇 가지로 세분하고, 또 각각을 세분하는 식으로 4단계로 분류한다. 또 각 군에 1, 2, 3 …의 번호를 붙이고, 각 분류단계마다 마찬가지로 번호를 붙여 한 가지 효소는 4개의 숫자로 된 번호를 가지게 된다. 각 단계의 번호는 연달아 쓰되, 각 번호 사이에 점을 찍도록 되어 있다. 가령 펩신의 번호는 3, 4, 4, 1로서 제3군에 속하고, 3군이 다시 세분된 것 중의 4군에 속하는 식으로 표시된다. 효소의 제1단계의 분류는 다음과 같이 6군으로 분류된다. ① 제1군 산화환원효소(酸化還元酵素):이 군은 산화환원 반응에 관여하는 모든 효소들을 포함한다. ② 제2군 전이효소(轉移酵素):어떤 분자에서 기능기(機能基:화학반응에 동시에 관여하는 몇 개의 원자의 집단)를 떼어내어 다른 분자에 옮겨주는 효소들을 포함한다. ③ 제3군 가수분해효소(加水分解酵素): 고분자(高分子:분자량이 큰 유기화합물 분자)를 가수분해하여 저분자(低分子)로 하는 효소들을 포함한다. 가수분해는 물분자를 첨가하여 큰 분자를 쪼개는 반응이다. ④ 제4군 리아제(lyase): 기질로부터 가수분해에 의하지 않고 어떤 기(基:몇 개의 원자들의 집단)를 떼어내어 기질분자에 이중결합(二重結合)을 남기거나 또는 이중결합에 어떤 기를 붙여주는 효소들을 포함한다. ⑤ 제5군 이성질화효소(異性質化酵素): 기질 분자의 분자식은 변화시키지 않고 다만 그 분자구조를 바꾸는 데에 관여하는 모든 효소들을 포함한다. ⑥ 제6군 리가아제(ligase): 합성효소(合成酵素)라고도 부르는 것으로, ATP(아데노신삼인산)라는 물질 또는 이와 유사한 물질로부터 인산기(燐酸基)를 떼어내면서 그 때 방출되는 에너지를 이용하여 어떤 두 물질을 결부시키는 효소들을 총칭한다. | |||||
1. enzyme(효소)이란 무엇인가? 효소’라는 단어는 이미 누구나 들어 본 말일 것이다. 광고 방송에서도 많이 등장하여 다시마효소, 야채효소 등의 표현을 들어 본 적이 있다. 그리고 효모라는 말과 효소라는 말이 같은 것이 아닌가 하고 생각하는 사람들도 있다. 효소(enzyme)는 모든 생명체가 생명을 유지하는데 필수적인 성분으로 단백질로 이루어진 생 촉매를 말한다. 세균과 같은 미생물은 아주 작아서 현미경으로 400배 이상 확대해서 보아야 볼 수 있다. 그런데 효소는 그 크기가 세균에 비해 대략 10억분의 1정도 되어 현미경으로도 볼 수가 없다. 그러니 얼마나 크기가 작은 것인지 짐작할 수 있을 것이다. 따라서 효소의 존재는 눈으로 보는 방식보다는 효소의 활성을 체크함으로써 간접적으로 확인할 수 있다. 현재 우리나라에서 통상 이야기하고 있는 ‘효소’라는 말은 엄밀한 의미에서는 효소도 포함되어 있고 미생물(세균, 곰팡이)도 포함되어 있는 발효물을 가르키는 것이다. 즉 ‘야채효소’라고 하면 당근, 시금치, 무우 등의 다양한 야채를 오랜 시간 숙성시킨 것으로서 공기 중이나 야채 자체에 붙어 있던 미생물이 번식, 발효하여 다양한 종류의 효소도 분비하고 야채성분을 분해하여 흡수가 잘 되는 형태로 만들어 놓은 것이다. 즉 미생물, 효소, 야채분해물의 복합체인 것이다. 다시 말하면 효소는 발효제품의 한 성분으로 들어 있을 수는 있으나 발효제품 그 자체는 아닌 것이다. 효모, 세균, 곰팡이 등의 미생물이 활동하고 생명을 유지하기 위해서도 수천, 수만 종류의 효소가 있어야 하고 식물이나 동물, 사람이 생명을 유지하기 위해서도 효소는 충분히 있어야 한다. 왜냐 하면 효소는 모든 생명체가 생명을 유지하기 위해 필요한 대부분의 생화학적인 반응에 관여하기 때문이다. 사람뿐만 아니라 모든 생명체가 생명을 유지하고 활동하기 위해서는 각종 영양소를 흡수하여 세포와 조직을 만들고 에너지를 만들며 외부로부터의 자극에 대한 반응을 하게 된다. 그런데 이러한 일을 하기 위해서는 효소, 비타민, 미네랄, 호르몬, 신경계 등이 유기적으로 작용을 해야 한다. 우리 몸의 모든 상황을 판단하고 적합한 신호를 보내는 뇌는 공사를 총괄하는 현장소장에 비유할 수 있고 뇌의 신호를 몸의 각 조직에 전달하는 신경과 호르몬은 현장소장의 지시를 받아 일꾼들에게 전달하는 반장에 비유할 수 있으며 우리 몸에서 일어나는 모든 생화학적인 작용에 관여하는 효소는 반장의 지시를 받아 벽돌을 쌓는 일꾼에 해당된다. 또한 일꾼의 일을 옆에서 도와주는 조수는 비타민과 미네랄에 해당된다. 여기서 벽돌에 해당되는 것은 단백질, 지방, 탄수화물 등의 영양소이다. 우리가 건강을 유지하기 위해서는 충분한 영양을 흡수하고 몸속의 각 일꾼들이 일을 잘 해야 한다. 그러나 나이가 들거나 과로하게 되면 호르몬이나 효소, 그리고 비타민과 미네랄이 우리 몸에서 부족하게 된다. 이런 상황에서는 아무리 단백질, 지방, 탄수화물을 많이 흡수한다 해도 몸의 건강을 유지하기가 어렵다. 반면에 몸에 병이 발생하였다 해도 호르몬이나 효소 그리고 비타민, 미네랄을 보급하여 몸의 신진대사를 원활히 해 주면 병을 고칠 수가 있다.
3. 효소요법의 역사 중남미의 인디언들은 예로부터 파파야와 파인애플 등의 과일과 잎을 염증을 비롯한 다양한 질병의 치료에 사용해 왔다. 이 열대과일에는 효소가 풍부하게 함유되어 있다. 또한 인류는 효소가 풍부한 발효식품을 먹어 왔다. 예를 들면 우유를 발효시킨 요구르트, 콩을 발효시킨 청국장, 템페, 나또 그리고 야채의 발효식품인 김치 등이 그것이다. 그러나 현대적인 효소요법은 스코틀랜드의 발생학자이자 의사인 존 비어드에 의해 시작되었다. 그는 어린 송아지와 양의 췌장의 추출물을 암환자에게 투여하였는데 정맥주사 또는 암조직에 직접 주사하였다. 췌장의 주된 기능은 효소를 합성하는 것이며, 췌장 추출물에 의해 암 크기가 줄어들고 암세포의 성장이 멈추는 것을 확인하였다. 암환자가 예상보다 더 오래 살았고 삶의 질을 향상시켰다.(1911). 그런데 존 비어드의 효소 요법은 계속 이어지지는 않았다. 그 이유는 존 비어드를 따라서 연구한 사람들은 신선한 추출물을 사용하지 않고 몇 시간 몇 일을 경과한 추출물을 사용하거나 나이든 동물의 췌장 추출물을 사용하여 존 비어드의 실험이 항상 재현되지는 않았기 때문이다. 즉 효소가 오래 방치되면 활성을 잃고 또한 나이든 동물에는 효소함량이 적다는 사실을 당시에는 몰랐던 것이다. 효과가 있는 경우도 있고 그렇지 않은 경우도 있어 당시의 학자들에게 호응을 얻지 못한 것이다. 같은 시기에 일본의 연구자인 조키케 타카민(1854-1922)은 소화불량에 미생물 효소를 적용하여 효과를 보았다. 1930년대에 미국의 의사 포텐저(Dr. Frances Pottenger)가 영양학 분야의 흥미로운 연구를 하였다. 10년간에 걸쳐 별개 집단의 고양이에게 익히거나 익히지 않은 먹이를 여러 조성으로 주었다. 그 결과 익히지 않은 날 음식만 먹인 고양이들은 퇴행성 질환에 걸리지 않고 다른 고양이들보다 더 오래 살았다. 그러나 익힌 음식만 먹인 집단에서는 관절염, 암, 알러지, 골다공증 그리고 간, 심장, 신장의 질환 등 퇴행성 질환 증상을 보였다. 더구나 2대에서는 이런 질환이 더 심각해졌고 3대에서는 이미 질병을 갖고 태어나는 새끼들도 보였고 4대에 가서 이 실험이 중단되었는데 생식력이 없어졌기 때문이다. 이를 통해 열에 약한 어떤 물질이 건강에 아주 중요하다는 결론을 내렸는데 당시의 지식으로는 그것이 효소라는 것을 알지는 못했다.
울프는 의학을 연구하면서 사람의 몸에서 효소가 아주 중요한 역할을 한다는 것을 알게 되었다. 울프는 여러 사람들과 효소요법에 관한 연구를 함께 하였다. 울프의 친구이자 의학박사인 프랜드(Dr. Ernst freund, M.D.)는 건강한 사람의 혈액이 암세포를 죽이는 것을 발견하였다. 그는 건강한 사람의 혈액에는 암세포를 인식하여 죽이는 성분이 있는데 암환자에게는 그 성분이 부족하든지 없을 것이라 가정하였다. 울프는 베니테즈(Helen Benitez)와 함께 시행한 연구를 통해 암환자의 혈액에 효소를 공급하게 되면 암과 싸우는 것을 도와준다는 것을 확인하였다. 이런 효과는 여러 가지 식물과 동물로부터 얻은 효소를 복합처방하면서 발견하게 되었다. 울프는 동물실험을 통해 염증, 퇴행성 질환, 암등의 질병에 효과적인 효소들을 찾아내었고 효소요법이 안전하다는 것을 확인하였다. 생선과 신선한 과일과 채소의 섭취는 늘리고 동물성 지방은 줄이며 효소를 결핍시키는 흡연과 과도한 커피의 섭취는 그만 두게 하고 효소의 작용에 중요하다고 알려진 비타민과 미네랄을 균형 있게 공급하였다. 이와 같은 조치가 혈관질환, 림프종, 대상포진, 상처, 염증질환에 효과가 좋다는 것을 확인하였다. 효소요법의 발전에 공로가 큰 또 다른 사람을 뽑자면 미국의사 하웰(Dr. Edward Howell)이다. 그는 우리 몸이 효소를 만들기 때문에 성장하고 병을 막지만 나이가 들면서 효소보유량이 줄어들어 비만과 갑작스런 건강상의 문제를 유발하고 만성질환에 시달리게 되는 것이라고 믿었다. 따라서 신선한 과일과 채소, 싹틔운 곡식 등 효소가 풍부한 음식과 효소제품을 공급하면 효소의 고갈로 인한 질병을 예방할 수 있다고 주장하였다. 지금도 미국과 독일 등의 많은 의대와 병원에서 효소요법을 연구하고 있다. 그 결과로 류마티스 관절염, 결핵성 피부염 등의 자가면역질환의 치료에 돌파구를 마련하기도 하였다. 즉 이 분야에서는 정통의학을 앞질러 효소요법이 더 유용하게 활용되고 있다. 그리고 암과 같은 질병의 치료에 보조요법으로 효소가 쓰이고 있고 또한 건강한 사람이라고 해도 건강의 지속적인 유지와 노화의 지연을 위해 효소를 복용하는 것이 일반화 되어 있다. 우리나라에서 특별한 질병이 없어도 피로회복이나 건강을 위해 비타민제를 복용하는 것과 같이 미국이나 캐나다, 그리고 독일 등지에서는 비타민, 미네랄 이외에도 효소를 복용하고 있는 것이다.
4. 한국에서 시행되는 효소요법 효소요법이 아주 생소할 수도 있는데 사실은 이미 우리는 효소요법을 경험하고 있다. 엄밀히 말해 소화불량으로 배가 아플 때 먹는 소화제 처방도 효소요법의 하나이다. 소화제 중에 효소가 함유되어 있는 경우가 많고 실제로 효소가 소화흡수를 높여 주어 배가 아픈 증상을 줄여 주고 있다. 또한 뇌의 혈관이 막힌 뇌졸중 환자에게 유로키나제라는 효소를 주사로 투여하고 있다. 효소를 이용하여 뇌혈관을 뚫어주기 위한 조치이다. 그리고 염증이 생겼을 때 먹는 약 중에는 브로멜라인이라는 효소가 포함되어 있는 소염제를 처방하는 경우가 많다. 이 효소를 복용하면 장에서 흡수되어 염증이 있는 조직으로 가서 염증을 줄여 주는 역할을 하기 때문이다. 이와 같이 몇몇의 예를 들어 보았는데 독일이나 미국에서처럼 효소요법이 일반화되지는 않았다. 즉 근본적인 체질개선을 통한 건강증진의 도모라든가 치료의 효과를 극대화하고 기존 치료의 부작용을 줄이기 위한 보조요법으로는 아직 활성화되지 않았다. 그러나 노인이 그렇게 많은 음식을 먹는다면 소화흡수에 어려움을 겪을 것이다. 또한 혈액순환이나 면역과 관련한 효소의 양도 풍부하여 청소년기에는 중풍 등의 혈액순환관련 질병도 거의 없고 감기 등의 병에 걸려도 노인들보다 빨리 낫는다. 그러나 나이가 들면서 효소의 함유량은 급격히 줄어들어 몸의 신진대사가 월등히 떨어지게 된다. 실제로 조사한 바에 의하면 침 속의 효소가 60대에는 20대에 비해 30분의 1정도라고 한다. 이와 같이 효소가 부족한 상태에서는 병에 걸렸을 때 약을 처방하여도 제대로 듣지를 않는다. 즉 나이 40이 넘어가면서 몸속의 효소보유량이 줄어들면서 젊었을 때는 없던 갖가지 퇴행성 질병이 생기고 약을 먹어도 잘 듣지 않는 만성질환인 경우가 많다. 만성질환을 다스리기 위해 항상 약을 먹어야 하는데 대부분의 약은 화학적으로 합성한 것이어서 부작용이 있는 경우가 많다. 약이 작용하고 난후 분해 배출되어야 하는데 분해가 어려워 몸의 각 기관 특히 위장관, 간, 신장을 나쁘게 하든지 혈액순환과 면역계에 영향을 미쳐 이차적인 병을 유발하는 악순환을 겪게 된다. 이렇게 되면 몇 가지 질병에 해당하는 약을 한 주먹씩이나 먹는 기현상을 보이게 된다. 따라서 효소를 보충하여 몸의 신진대사를 원활히 함으로써 자연적인 회생력을 높여 주는 것이 질병 치유의 근원책이 될 수 있는 것이다.
6. 어떻게 효소를 공급할 것인가? 우리는 이미 일상적으로 효소를 외부로부터 섭취하고 있다. 과일과 야채를 생으로 먹게 되면 그 안에 포함되어 있는 효소를 섭취하게 되는 것이다. 익히지 않으면 효소가 활성을 유지할 수 있기 때문이다. 과일과 채소 중에 효소의 함량이 높은 것에는 파인애플이나 파파야, 배, 무 등이 있다. 소화가 안 되어 속이 불편한 경우에 배 또는 무를 먹게 하는 이유가 여기에 있다. 또한 예전부터 발효식품을 먹어 왔는데 발효식품은 발효과정에서 미생물이 분비한 효소를 함유하고 있다. 김치, 요구르트, 청국장 등이 발효식품에 해당된다. 그런데 청국장의 경우 찌개로 먹으면 효소의 활성을 잃기 때문에 생으로 먹든지 낮은 온도에서 건조한 제품을 먹는 것이 필요하다. 과일이나 채소, 곡물을 익히지 않고 저온에서 동결건조하여 만든 제품으로 생식이 요즘 인기를 모으고 있다. 효소와 비타민을 섭취하는 한 방법이 될 수 있기 때문이다. 질병의 치료를 위해서는 농축된 효소를 포함하는 효소제품을 먹는 것이 좋다. 효소의 농도가 높은 것을 먹어야 적은 양을 먹어도 효과가 높기 때문이다. 효소위주로 제조된 건강기능식품을 먹는 것이 한 방법이다. 효소건강식품이 이미 한국에서도 선을 보이고 있다. 그러나 효소의 함량이나 성분에 유념할 필요가 있다. 현재 한국에서 시판되는 효소제품은 효소의 양과는 무관하게 발효한 것은 모두 효소제품이라 지칭하기 때문이다. 그리고 효소제품을 선정하였다 해도 먹는 방식이 중요하다. 사람의 신체 상태에 따라 다른데 그 이유는 효소의 다양한 기능 때문에 그렇다. 효소의 종류를 크게 소화효소와 기능성 효소로 나누어 설명하고자 한다. 소화효소는 말 그대로 우리가 먹은 음식물을 분해하여 흡수가 잘 되게 하는 효소이고, 기능성 효소는 먹었을 때 소장에서 혈관으로 흡수되어 혈관을 타고 몸의 여러 기관으로 돌아다니면서 면역력을 높여주고 혈액순환을 높여주는 등의 기능을 보이는 효소를 말한다. 대개 많은 효소제품에는 이 두 가지 효소가 모두 함유되어 있다. 효소는 식사 후에 바로 먹거나 아니면 속이 비었을 때 먹을 수 있는데 먹는 시기는 사람의 증상에 따라 다르다. 위장관이나 간이 안 좋아 소화흡수가 잘 안되는 사람은 식후에 효소를 복용하는 것이 좋다. 식품에 의한 알러지가 있다든가 아토피 피부염이 있는 사람도 식후에 효소를 먹는 것이 바람직하다. 알러지나 염증의 원인물질을 분해시켜 주기 위함이다. 이외의 경우에는 대부분 공복에 먹는 것이 효과가 좋다. 공복에 효소를 먹으면 음식물의 방해를 받지 않고 소장까지 도달하여 효소자체가 흡수되어 작용하기 때문이다. 공복에 효소를 먹어야 하는 경우는 아주 다양한데 혈액순환질환, 면역관련질환, 염증관련질환등이 여기에 해당한다.
8. 효소의 작용 기작 효소의 작용기작에 대해서는 한마디로 얘기 하기에는 그리 단순한 것은 아니다. 왜냐하면 우리 몸속에서 일어나는 모든 생명활동의 근저에는 생화학적인 반응이 자리하고 있는데 각각의 반응에 다른 종류의 효소가 작용하기 때문이다. 우리 몸속에서 작용하는 효소의 종류가 알려져 있는 것만도 3,000가지가 넘는다. 소화효소의 예를 보면 우선 먹은 음식물 중에 전분을 분해하는 아밀라제, 단백질을 분해하는 프로테아제, 지방을 분해하는 리파제 등이 있다. 이외에도 유당을 분해하는 락타아제 등 많은 효소가 소화흡수에 관여한다. 소화효소의 기작을 아밀라제의 예를 들어보기로 한다. 우리가 먹는 음식물 중 쌀이나 밀, 보리, 옥수수 등에는 전분이 대부분을 차지한다. 전분은 포도당으로 분해 되어야만 흡수가 되어 에너지원으로 사용될 수 있다. 전분의 소화는 입안의 침에 있는 효소인 아밀라제에 의해서 분해 되기 시작하여 위의 윗부분에 도달할 때까지 계속 소화가 진행되며 위를 지나 소장에 다다르면 이자액에 포함되어 있는 아밀라제에 의해서 포도당으로 분해 되어 흡수된다. 소화효소 이외에도 효소의 종류가 무수히 많은데 또 다른 예를 들어 보자. 사람이나 동물이나 미생물 등 산소를 이용하여 호흡을 하는 모든 생명체는 호흡과정에서 필연적으로 독성산소가 발생하는데 이를 제거하지 않으면 세포에 치명적으로 작용하기 때문에 이를 없애 주어야 한다. 독성산소를 제거하는 기능을 담당하는 효소가 Glutathione peroxidase, Superoxide Dismutase(SOD)와 카탈라제이다. 또한 혈액이 응고되어 혈전(혈액덩어리)을 이루면 혈액순환에 장애를 줄 수 있는데 이를 분해하여 혈액순환을 원활히 하는 플라스민이라는 효소가 혈액에 있다. 또한 외부로부터 병균이 들어오면 마크로파지라고 하는 면역세포가 병균을 포집하는데 이때에 면역세포에서 프로테아제등의 여러 효소가 분비되어 병균을 녹여 없앤다. 이렇게 우리 몸속에서는 생명을 유지하기 위해 효소가 필수적으로 작용하는데 그 효소의 보유량이 적으면 몸의 여러 기관에서 탈이 나게 마련이다. 이럴 때 외부로부터 효소를 공급해 주면 기존의 효소의 기능을 대신하게 되어 약화된 신진대사를 활발하게 해 주는 것이다. 이 질문에 대한 답을 하기 위해서는 다양한 생물체에 대한 이해가 선행되어야 한다. 보통 생물이라 하면 외부로부터 영양을 섭취하여 성장하고 번식하는 것을 이야기 한다. 즉 미생물이나 식물, 동물이 이에 해당된다. 그러나 돌이나 흙 등을 무생물이라 한다. 이 경계선에 있는 것이 바이러스인데 물론 생물의 범주에 넣기는 하지만 생물 중에 가장 하등한 종류라 칭할 수 있다. 왜냐하면 바이러스는 자기 스스로는 성장하거나 번식하지 못하고 사람이나 동물, 식물 등 다른 생물에 감염되어야만 그 생물체의 시스템을 이용하여 성장하고 번식할 수 있기 때문이다. 공교롭게도 바이러스는 다른 생물을 이용하여 자라면서 그 생물에 타격을 입히고 있다. 그런데 그 효소가 하는 일은 영양 성분의 분해 흡수, 몸의 구성성분의 합성, 에너지 생성, 외부의 적으로부터의 몸의 보호등 다양한데 거의 모든 생명체에서 이런 기능은 필수적이고 그 메카니즘도 유사하다. 따라서 그 각각의 일을 수행하는 효소는 생물의 종류에 따라 완전히 다른 것이 아니라 아주 유사하다. 예를 들면 사람의 소장에서 분비하는 아밀라아제와 바실러스균이 분비하는 아밀라아제는 그 기능이 동일하다. 따라서 바실러스균의 아밀라아제를 먹으면 사람의 아밀라아제를 대신하여 전분을 분해하는 기능을 수행한다. 아밀라아제뿐만 아니라 많은 효소들이 우리 몸속의 효소를 대신해서 그 기능을 수행한다는 것이 많은 임상과 생화학적 연구를 통해 확인되었다. 그런데 생화학적으로 밝혀진 효소들은 일부에 지나지 않고 아직도 많은 효소들에 대한 연구가 필요하다. 그렇지만 이미 밝혀진 효소들의 작용기작에 비추어 볼 때 밝혀지지 않은 효소들도 유사한 방식으로 우리 몸의 효소를 대신할 수 있다는 것을 예상할 수 있다. 청국장을 비롯한 발효제품들을 익히지 않고 먹으면 소화흡수도 증진하고 면역력을 높인다든가 혈액순환을 개선한다든가 하는 것은 이미 알려진 것이다. 그러나 어떤 효소가 들어가서 어떤 기능을 하는지는 많이 밝혀져 있지는 않다. 그러나 기존에 기능이 밝혀져 있는 효소의 메카니즘을 통해서 얼마든지 유추가 가능하다는 것이다. 청국장은 콩을 삶아서 여기에 고초균(바실러스)을 접종하여 발효시킨 것을 말하는데 발효된 청국장에는 바실러스균이 1g당 100억개 이상 있다. 그러면 이 균이 자라면서 분비해 낸 소화흡수 관련 효소를 비롯하여 균이 분비하거나 균의 내부에 있는 효소의 종류는 사람의 몸속에 있는 효소들의 종류보다는 적지만 거의 버금갈 정도로 많다. 또한 그 기능들도 유사하다. 왜냐하면 원칙적으로 바실러스는 세포하나로 이루어진 생물이고 사람은 수억 개 이상의 세포로 이루어진 생물이지 각 세포가 생명을 유지하는 방식은 대동소이하기 때문이다. 따라서 청국장을 생으로 섭취하게 되면 바실러스균 유래의 다양한 효소들이 우리 몸속으로 들어와 우리 몸의 부족한 효소의 기능을 보충하여 신진대사를 원활히 해 줄 수 있는 것이다. 보충해 주는 효소와 우리 몸속의 효소가 완전히 같지는 않지만 유사한 기능을 나타내는 효소가 많아 우리 몸의 건강을 유지하는데 큰 기여를 한다.
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