분해효소 (리아제) (Lyase)
쉽게 풀면
리아제는 물을 쓰지 않고도 분자를 끊거나 이어 붙이는 독특한 효소입니다. 예를 들어 탄산 분자에서 이산화탄소를 떼어내거나, 아미노산에서 이산화탄소를 제거해 새로운 화합물을 만드는 반응 등이 이에 해당합니다. 해당과정에서 과당 이인산을 두 개의 작은 분자로 쪼개는 알돌라아제도 대표적인 리아제입니다. 결합을 끊을 때 물 분자가 관여하지 않는다는 점에서 가수분해효소와 뚜렷이 구분됩니다.
왜 중요한가
리아제는 해당과정, 탄소고정, 아미노산 대사 등 생명체의 핵심 대사 경로 곳곳에서 작용해 세포가 에너지를 얻고 필요한 물질을 합성하는 데 필수적인 역할을 합니다. 또한 가수분해 없이도 결합을 절단·형성할 수 있는 특성 때문에 생명공학·산업 화학 분야에서 특정 화합물을 효율적으로 합성하는 생촉매(biocatalyst)로도 주목받아, 대사 경로 연구뿐 아니라 효소 공학 논문에서도 자주 다뤄집니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
해당과정의 핵심 효소가 어떤 대분류에 속하며 어떤 반응을 촉매하는지 설명한 문장입니다.
식물학·광합성 연구에서는 이산화탄소가 유기물로 전환되는 초기 반응을 촉매하는 리아제의 기능을 설명할 때 이 표현을 사용합니다.
산업 생명공학 분야에서는 리아제를 효소 촉매로 활용해 식품 가공이나 바이오매스 분해 등 실용적인 공정을 개선하는 연구에도 인용됩니다.
조금 더 깊게 보면
리아제는 국제생화학분자생물학연맹(IUBMB)의 효소 분류 체계에서 EC 4번으로 분류되며, 작용하는 결합의 종류(탄소-탄소, 탄소-산소, 탄소-질소 등)에 따라 다시 세분화됩니다. 촉매하는 반응이 가역적인 경우가 많아, 방향에 따라 분자를 절단하며 이중결합이나 고리를 형성하기도 하고, 반대로 이중결합에 작용기를 첨가하기도 합니다. 논문에서는 이런 이중적 기능 때문에 신타아제(synthase)라는 이름으로 불리는 리아제도 있어, 효소명만으로 반응 방향을 단정하기보다 실제 촉매하는 반응식을 함께 확인하는 것이 일반적입니다.
주의할 점
리아제(lyase)와 리가아제(ligase)는 이름이 매우 비슷하지만 정반대의 개념에 가까운 경우가 많아 철자를 혼동하지 않도록 주의해야 합니다.