EC 번호

EC 1은 산화환원효소를 나타내는 최상위 분류군이다. 이 부류에 속하는 효소들은 산화환원반응을 촉매하며, 한 물질에서 다른 물질로 수소 원자, 산소 원자 또는 전자를 전달하는 역할을 한다. 전자를 잃는 과정을 산화, 전자를 얻는 과정을 환원이라고 하며, 이러한 반응은 생체 내 에너지 대사의 핵심을 이룬다. 대표적인 반응식은 AH + B → A + BH (환원) 또는 A + O → AO (산화)로 표현된다.

이 부류는 작용하는 기질의 종류와 사용하는 전자수용체에 따라 더 세분화된다. 예를 들어, EC 1.1은 CH-OH 결합에 작용하는 효소들이며, EC 1.1.1은 NAD+ 또는 NADP+를 전자수용체로 사용하는 효소들을 의미한다. 다른 주요 하위 분류로는 알데하이드나 케톤에 작용하는 EC 1.2, CH-CH 결합에 작용하는 EC 1.3, 그리고 과산화물을 분해하는 퍼옥시데이스를 포함하는 EC 1.11 등이 있다.

산화환원효소에는 우리에게 친숙한 많은 효소들이 포함되어 있다. 대표적인 예로는 알코올을 분해하는 알코올 탈수소효소(EC 1.1.1.1), 세포 호흡에 관여하는 사이토크롬 c 산화효소, 그리고 노화 방지 효소로 알려진 카탈레이스 등이 있다. 이들은 음식물의 대사부터 활성산소 제거에 이르기까지 생명 유지에 필수적인 다양한 기능을 수행한다.

EC 2는 전이효소를 나타내는 최상위 분류군이다. 전이효소는 한 분자에서 다른 분자로 특정 작용기를 전달하는 반응을 촉매하는 효소들의 집합이다. 이때 전달되는 작용기에는 메틸기, 아실기, 아미노기, 인산기 등이 포함된다. 전형적인 반응식은 AB + C → A + BC의 형태로 표현된다.

전이효소는 전달하는 작용기의 종류에 따라 세부적으로 분류된다. 예를 들어, EC 2.1은 탄소 원자 하나로 구성된 작용기(예: 메틸기)를 옮기는 효소들이며, EC 2.7은 인산기를 옮기는 키네이스를 포함한다. EC 2.4는 글리코실기를 전달하는 효소들을, EC 2.6은 아미노기를 옮기는 아미노기전이효소 등을 아우른다.

이러한 효소들은 생체 내에서 대사 경로의 핵심 단계를 조절하며, DNA 메틸화, 단백질 인산화, 당 결합 형성 등 다양한 생물학적 과정에 필수적이다. 전이효소의 정확한 분류는 효소가 촉매하는 반응의 특이성, 즉 어떤 작용기를 어떤 기질에서 어떤 수용체로 전달하는지에 기반한다.

EC 3은 가수분해효소를 나타내는 최상위 분류 번호이다. 가수분해효소는 물 분자를 사용하여 화학 결합을 절단하는 반응을 촉매하는 효소들의 큰 군이다. 이 반응은 기질에 물 분자가 첨가되면서 결합이 분해되는 과정으로, 생체 내에서 단백질, 탄수화물, 지질, 핵산 등 다양한 고분자 물질의 분해와 대사에 핵심적인 역할을 한다.

EC 3은 작용하는 결합의 종류에 따라 다시 여러 하위 분류로 세분화된다. 주요 하위 분류로는 에스터 결합을 가수분해하는 EC 3.1, 글리코사이드 결합을 절단하는 EC 3.2, 펩타이드 결합을 분해하는 EC 3.4, 펩타이드 결합 이외의 탄소-질소 결합을 가수분해하는 EC 3.5 등이 있다. 이 외에도 산 무수물이나 탄소-탄소 결합에 작용하는 효소들도 포함된다.

가수분해효소에는 소화 효소로 잘 알려진 아밀레이스, 리파아제, 펩신, 트립신 등이 속하며, 세포 내에서 신호 전달이나 대사 조절에 관여하는 인산가수분해효소나 뉴클레이스 등도 이 범주에 포함된다. 이들의 공통된 특징은 반응에 물 분자가 필수적으로 소모된다는 점이다.

EC 4 분해효소는 기질로부터 작용기를 물의 첨가 없이, 즉 비가수분해적으로 제거하여 이중 결합을 생성하거나 그 반대 반응을 촉매하는 효소군이다. 이들은 탄소-탄소(C–C), 탄소-산소(C–O), 탄소-질소(C–N) 또는 탄소-황(C–S) 결합을 절단하는 반응을 담당한다. 대표적인 반응으로는 탈카복실화 반응이 있으며, 이 과정에서 이산화탄소가 방출된다.

분해효소는 그 작용하는 결합의 종류에 따라 세부적으로 분류된다. EC 4.1은 탄소-탄소 분해효소, EC 4.2는 탄소-산소 분해효소, EC 4.3은 탄소-질소 분해효소, EC 4.4는 탄소-황 분해효소, EC 4.5는 탄소-할로젠 분해효소, EC 4.6은 인-산소 분해효소로 구분된다. 예를 들어, EC 4.1.1 카테고리의 효소들은 카복실기를 제거하는 탈카복실화효소이다.

이 효소들은 생체 내 대사 경로에서 중요한 역할을 한다. 시트르산 회로에서 작용하는 시트르산 분해효소나, 포도당 신생합성 경로의 핵심 효소인 포스포엔올피루브이트 카복시키네이스가 대표적인 예이다. 또한, 히스티딘을 분해하는 히스티데이스와 같은 효소도 이 분류에 속한다.

EC 5는 이성질화효소를 나타내는 최상위 분류군이다. 이성질화효소는 단일 분자 내에서 원자나 작용기의 재배열을 촉매하여, 기질을 그 이성질체로 변환하는 반응을 담당한다. 이 과정에서 분자의 전체적인 원자 구성은 변하지 않으며, 단지 구조만이 변화한다는 특징이 있다. 이러한 반응에는 라세미화, 에피머화, 시스-트랜스 이성질화, 분자 내 산화환원 반응, 그리고 다양한 작용기의 분자 내 전위(뮤테이션) 등이 포함된다.

EC 5는 반응 유형에 따라 세부적으로 구분된다. EC 5.1은 광학 활성 중심을 변화시키는 라세미화효소와 에피머화효소를, EC 5.2는 시스-트랜스 이성질화효소를 다룬다. EC 5.3은 알도스-케토스 이성질화효소처럼 분자 내에서 산화환원을 통한 이성질화를 촉매하는 효소들을 포함한다. EC 5.4는 인산기나 아실기 같은 작용기가 분자 내에서 자리를 옮기는 뮤테이스 반응을, EC 5.5는 분자 내 고리화 또는 고리 열림 반응을 촉매하는 효소들을 포괄한다.

이성질화효소는 대사 경로에서 중요한 중간체를 필요한 형태로 전환하는 핵심 역할을 수행한다. 예를 들어, 포도당 대사에서 포스포글루코스 이성질화효소(EC 5.3.1.9)는 글루코스 6-인산을 과당 6-인산으로 변환시킨다. 또 다른 대표적인 예로 트라이오스인산 이성질화효소(EC 5.3.1.1)는 글리콜알데하이드 3-인산과 다이하이드록시아세톤 인산 사이의 상호 전환을 촉매하여 해당과정과 글루코네ogenesis가 원활히 진행되도록 한다.

EC 6은 연결효소를 나타내는 최상위 분류군이다. 연결효소는 두 개의 분자를 결합시켜 새로운 화학 결합을 형성하는 반응을 촉매하며, 이 과정에는 일반적으로 ATP와 같은 고에너지 인산 결합의 가수분해가 동반된다. ATP가 ADP와 무기 인산으로 분해되면서 방출되는 에너지가 결합 형성에 필요한 에너지를 제공하는 것이다. 이러한 반응은 생체 내에서 대사 경로의 최종 단계나 중요한 생체분자의 합성에 핵심적인 역할을 한다.

연결효소는 생성하는 결합의 종류에 따라 세부적으로 분류된다. EC 6.1은 탄소-산소 결합을 형성하는 효소를, EC 6.2는 탄소-황 결합을 형성하는 효소를 포함한다. EC 6.3은 탄소-질소 결합 형성을 촉매하는 효소군으로, 아미노산을 활성화시켜 단백질 합성의 첫 단계를 담당하는 아미노아실-tRNA 합성효소(EC 6.1.1.-)가 대표적이다. EC 6.4는 탄소-탄소 결합을, EC 6.5는 인산 에스터 결합을 형성하는 효소들을 포괄한다.

이러한 연결효소의 작용은 DNA 리가아제가 DNA 단편들을 연결하거나, 합성효소가 다양한 지질 및 탄수화물을 합성하는 과정 등 생명 현상의 여러 측면에서 필수적이다. 따라서 EC 6에 속하는 효소들은 생체 내 물질의 생성과 에너지 이용에 직접적으로 관여하는 중요한 촉매제로 평가받는다.

EC 7은 자리옮김효소를 나타내는 최상위 분류군이다. 이들은 생체막을 가로지르는 이온이나 분자의 이동, 또는 막 내에서의 분리 과정을 촉매하는 효소들이다. 이 분류는 기존의 EC 번호 체계에 2018년 8월에 새롭게 추가되었다.

이 분류에는 산화환원반응이나 가수분해반응을 동력원으로 활용하여 물질을 막을 통해 운반하는 일부 막 수송 단백질이 포함된다. 대표적인 예로 ATP의 가수분해 에너지를 이용하는 ABC 수송체 등이 EC 7로 재분류되었다. 반면, 농도 기울기에 의한 수동 수송을 담당하는 이온 통로나 포린과 같은 단백질들은 이 분류에 포함되지 않는다.

EC 7은 운반하는 물질의 종류에 따라 다시 세분화된다. 주요 하위 분류로는 양성자 이동을 촉매하는 EC 7.1, 무기 양이온 이동을 담당하는 EC 7.2, 그리고 아미노산 및 펩타이드 이동을 촉매하는 EC 7.4 등이 있다. 이 체계는 효소가 촉매하는 화학 반응의 본질에 초점을 맞춘 기존 분류 원칙을 확장하여, 생물학적 맥락에서 중요한 물질 수송 기능을 체계적으로 분류하는 데 기여한다.