병 진단 및 치료에 이용되는 효소 사례

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사람은 살아가기 위해서 여러 가지 화학반응이 필요하다. 결합이 끊어지고 생기거나, 다른 물질로 변하기 위해서는 높은 에너지와 화학적 농도를 필요로 한다. 하지만 체내의 환경은 그렇지 못해 화학 반응을 매개해 주는 촉매를 필요로 한다. 이러한 화학 반응의 촉매로써 작용하는 단백질을 ‘효소’라고 한다. 효소는 모든 생화학적 과정에서 중심적 역할을 한다. 효소는 대사경로가 수십 가지가 되는 반응들을 순차적으로 촉매하고, 그에 따른 영양물질을 분해하고 보존하며, 생체 고분자 물질의 합성과 전환 과정들을 매개한다. 효소는 여러 가지 특징을 가지고 있다. 그중 첫 번째는 특정 분자에만 특이 적으로 결합하고, 반응을 매개한다. 이를 ‘기질특이성’ 이라한다. 또, 효소는 ‘효소 활성도’를 가진다. 효소 활성도는 효소와 기질을 반응 시킨 후, 일정시간, 일정온도, 일정량의 검체가 분해할 수 있는 기질의 양이나 생성물의 양으로 표시되고 그 단위를 Unit라 한다. 임상 진단에서 Unit/Liter 단위의 농도를 측정하여 단위 리터당 효소 활성도를 측정하여 질병 진단에 이용한다.
효소의 이러한 특징을 이용하여 사람의 질병 진단에 이용할 수 있다. 인간의 인체에는 여러 장기들이 존재 한다. 이들은 서로 다른 역할을 가지고 있고, 서로 다른 화학적 반응을 필요로 한다. 따라서 인체의 각 장기마다 효소의 분포 량이 다르다. 질병에 의하여 조직의 괴사나 기능에 이상이 있게 되면 혈액내의 효소 활성도 및 혈중 농도가 달라진다. 달라진 효소 활성도와 농도를 이용 하여 우리는 질병을 진단하거나 치료할 수 있다.

효소 : 체내에서 생체대사의 촉매 역할을 하는 단백질을 효소라고 한다. 대부분의 효소는 단백질 분자만으로 촉매 역할을 하는 기능을 가지고 있지만, 일부 효소는 효소활성을 돕는 보조인자(cofactor)을 필요로 한다.
보조인자는 Zn+2, Mg2+, Mn2+, Fe2+, Cu2+, K+, Na+ 등의 전해질과 보조효소인 FAD, NAD, NADP등과 같이 비타민 대사물질로 구성된다. 물질대사에 대한 촉매로서 체내에서 화학반응이 잘 일어나도록 활성화 자유에너지를 낮춰준다.

참고 자료

김종호 『임상생화학』 고려의학(2006년) p152~166
위키피디아 『cholinesterase』, https://en.wikipedia.org/wiki/Cholinesterase
Uptodate 『creatine kinase』, https://www.uptodate.com/contents/search