우레아제의 특성 MBL 예비보고서
분야
hwpⅠ. 우레아제(요소 가수분해 효소)
콩은 건조중량의 약 0.1%가 우레아제라는 효소이다. 매사추세츠주 켄턴 출생의 섬너(James Batcheller Sumner)는 1910년 하버드대학을 졸업한 후 코넬대학에서 효소 연구에 몰두하여 1926년 요소를 분해하는 우레아제의 결정화에 성공하였다. 이는 최초로 효소를 순수 결정 단백질로 추출한 것이자 효소 결정화의 단서를 마련한 사건이었다. 그리고 그는 “우레아제이야기 The Story of Urease”(1937)를 저술하고 1946년 노벨화학상을 수상하였다.
효소학의 시초가 된 우레아제는 미생물, 고등식물, 하등동물, 고등동물의 위 점액과 적혈구에 널리 분포하며 식물에서는 콩류에 많이 존재한다. 우레아제는 무색의 팔면체 결정으로 분자량 48만 3000, 등전점 pH 5.0, 최적 pH 8.0이다. 활성기로서 －SH기를 가지며, 수은, 은, 구리 등의 중금속이온과 산화제에 의해 효소활성이 저해되고, 황화수소, 시안산염, 글루타티온 등으로 회복되는 특징을 가진다. 세균은 이 효소에 의하여 질소원으로서 암모니아를 얻고 위 점막에서는 염산을 중화하여 위세포를 보호하는 역할을 한다. 또한 우레아제는 식물에서 요소의 축적을 방지하고, 아미노 화합물의 합성에 관여한다. 헬리코박터균이 강한 위산에서 사는 것도 우레아제의 역할이며 흙 속에 많은 토양균이 요소를 분해시켜 작물에게 암모니아를 공급하게 해 주는 것도 우레아제의 역할이다. 우리에게 잘 알려 지지 않은 우레아제는 의학적으로, 산업적으로 매우 중요한 효소이다.
우레아제의 전체 반응식은 다음과 같다.
최종적으로 발생한 암모니아는 물에 매우 잘 녹는 기체이므로 물에 용해되어 염기성을 나타내게 된다. 본 활동에서는 암모니아를 양배추지시약과 MBL로 확인한다.
Ⅱ. MBL(Microcomputer Based Laboratory)
MBL이란 컴퓨터 또는 휴대용 컴퓨터 장치를 (PDA 또는 노트북) 이용하여 과학실험을 하는 Computer or handheld-computer based data collection을 일컫는 용어이다. MBL은 ICT in practice에 있어서 데이터수집과 분석의 기술로 활용되는 도구 또는 애플리케이션을 의미한다.
MBL 실험기자재는 인터페이스, 센서, 프로그램 3개의 구성으로 이루어져 있다.