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안녕하세요, 효소 진화와 관련하여 질문드립니다. 1. 효소 진화의 정의
효소 진화를 활성부위의 아미노산 서열이 돌연변이에 의해 변화하여 기존의 기질과 더 잘 맞는 구조로 바뀌고, 그 결과 효소-기질 복합체(ES complex)가 더 잘 형성되어 Km이 감소하는 방향으로 진화가 일어나는 것 뿐 아니라 ''''환경 변화에 적응하기 위해 새로운 기질을 분해할 수 있도록 효소가 변화하는 현상''''''''으로 이해해도 되는 것인가요? 둘다 맞는 말인것인가요? 즉, 효소 진화는 활성부위 변화로 ES 형성을 더 효율적으로 만들어 Km 감소나 촉매 효율 증가를 가져오는 과정도 맞는 말이고, 환경 변화에 적응하기 위해 새로운 기질을 분해할 수 있도록 효소의 활성부위와 특이성이 변화하는 과정도 맞는것인가요?
2. 효소 진화의 핵심 과정
효소 진화의 핵심 과정을 다음과 같이 이해하면 되는것인가요? 새로운 환경에서 새로운 기질만 존재하면, 기존 효소로는 이를 분해하지 못하고, 이때 우연한 돌연변이가 발생하여 새로운 기질을 분해할 수 있는 효소가 만들어지면, 해당 개체가 생존과 번식에 유리해지며, 이후 자연선택을 통해 돌연변이 효소가 집단 내에 퍼지면서 새로운 효소로의 진화가 완성되는 것으로 이해하면될까요? 즉, 다음과 같이 이해하면 될까요? 원래 β-갈락토시다아제: 젖당(lactose) 특이적으로 분해 ↓ 장기간 다른 당(기질)에 노출 ↓ 활성부위에 돌연변이 축적 ↓ 활성부위 구조 변화 ↓ 새로운 당을 특이적으로 분해하는 새로운 효소로 진화
3. 거시적/미시적 관점의 통합
효소 진화를 거시적으로는 ''''새로운 기질을 분해할 수 있도록 효소가 변화하는 것''''으로, 미시적으로는 ''''활성부위가 진화하여 ES복합체를 더 잘 형성하고 Km이 감소하는 것''''으로 이해했습니다. 즉, 거시적 결과의 분자적 원인이 미시적 설명이라고 이해했는데, 이 두 관점을 통합한 이해가 올바른지 확인 부탁드립니다. 4. 효소 진화의 방향성은 자연선택의 방향으로 진행이 되고, 새로운 기질이 풍부한 환경에서 새로운 기질분해효소가 유리해져서, 활성부위에서 몇개의 아미노산이 돌연변이가 일어나 새로운 기질에 대한 Km 감소, Kcat/Km이 최대화 되는것으로 이해하면 될까요? 감사합니다.
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학습 Q&A
