안녕하세요, 강사님.강의 내용 중 -SH기와 -SS기에 대한 설명을 듣고 궁금한 점이 있어 질문드립니다.강의에서는 -SH기는 설프하이드릴기로 황과 수소 사이의 결합 및 수소결합을 통해 설명해 주셨는데, -SS기는 특별한 결합성이나 극성이 없는 것으로 설명해 주셔서 두 구조의 차이가 조금 혼동되었습니다.제가 이해한 바로는 정확한 표현은 -SS기보다는 -S-S-이며, 이는 두 황 원자 사이의 공유결합인 ‘이황화결합(disulfide bond)’을 의미하는 것으로 알고 있습니다. 따라서 -SS-를 하나의 작용기처럼 이해하기보다는 이황화결합이라는 결합 형태로 이해하는 것이 맞지 않나 싶습니다. 또한 -SH와 -S-S-의 물과의 상호작용이나 내동성 차이를 설명할 때, 단순히 -SH는 물과 결합하고 -SS-는 극성이 없어서 물과 결합하지 못한다고 설명하는 것이 정확한지 궁금합니다.-SH는 물과 상호작용할 수 있는 반면, 두 개의 -SH가 산화되어 -S-S- 이황화결합을 형성하면 자유로운 -SH기가 감소하기 때문에 물과의 상호작용 특성이 달라진다고 이해하는 것이 더 적절한지 설명 부탁드립니다.제가 개념을 정확히 이해하고 싶어 질문드립니다. 감사합니다.
답변
안녕하세요. 선생님. 강사 김희성입니다.항상 좋은 질문 주셔서 감사합니다. 그리고 혼란을 드려 죄송합니다.강의에서는 해당 부분을 간단하게 "-SH기는 전기음성도에 의해 물을 끌어들여 내동성이 크다." 라고 설명을 드렸습니다.이는 잘못된 설명입니다. 사실 이 부분에 대해서는 저도 명확하게 알지 못하여, 따로 공부를 좀 했습니다.그리고 앞으로 -SH기, -SS기 부분은 아래와 같이 설명드리고자 합니다.일단, 영하의 온도가 지속된다고 가정하고, 식물체 내에서 발생하는 일들을 순서대로 기재하여 보겠습니다.1. 영하의 온도에서는 식물체 내 효소의 활성이 눈에 띄게 줄어듭니다. 효소의 활성은 줄었으나, 전자의 이동은 온도에 크게 영향을 받지 않기 때문에 그대로 유지가 되는데, 효소가 없으니 전자들이 제대로 된 화학반응에 쓰이지 못하고 식물체 내의 산소와 반응하여 반응성이 높은 활성산소를 만들어 냅니다.2. 영하의 온도에서는 세포의 외부공간(공극)부터 결빙이 발생하는데, 삼투압에 의해서 세포 내부의 수분이 바깥으로 빠져나가고 세포 내부의 원형질은 수축합니다.3. 이런 상황에서 아까 발생한 활성산소에 의해 단백질에 붙어있던 -SH기가 활성산소의 공격을 받아 산화되며, 수소가 빠져 나옵니다. 그럼 -S가 되겠죠?4. 원형질이 수축하는 환경에서 쪼그라들면서, 좁은 공간에서 -S들끼리 만나서 결합합니다. 말씀하신 R-S-S-R' 이런 결합이 무수히 많이 생기게 됩니다. 문제는, 이때 발생한 R-S-S-R' 이 결합이 같은 단백질 내에서 일어나는 결합이 아니라는 것입니다. (같은 A단백질 내에서는 모양을 잡기 위해 -S-S-와 같은 결합이 형성될 수 있습니다.) 다른 단백질끼리 결합을 해버린 상태라는 것이죠. 사실 이것자체가 비가역적인 단백질 변성이라고 볼 수 있습니다. 단백질이 기능 자체를 못하는 상황이 되는 것이죠. 5. 날이 풀리고 다시 물이 유입되면, 원형질이 본래 상태로 돌아와야 하는데, 이미 결합된 R-S-S-R' 결합들이 돌아가는 과정 중에 기계적으로 인력을 받아 단백질 구조가 찢어지거나 원형질막이 손상되어 세포가 결국 고사합니다.이러한 과정을 통해 보았을 때,단백질 내에 -SH기가 많으면 "단백질 끼리의 결합이 되지 않기 때문에, 내동성이 크고" -SS기가 많으면 "다른 종류의 단백질들과 결합이 잘 되기 때문에, 내동성이 작다"라고 이해해볼 수 있을 것 같습니다.어차피 저온이 발생하면 -SH기가 -S가 되고 -SS기가 될 것이기 때문에, 소용없는 것 아니냐? 라고 할 수도 있을 것 같은데요.알아보니 식물은 저온순화 과정 등을 통해 -SH기를 지키는 몇몇 기작을 가지고 있다고 합니다. 이 부분은 또 따로 공부해봐야 할 것 같습니다.. ㅎㅎ답변이 도움이 되었으면 좋겠습니다.오늘도 도전 가득한 하루되세요.감사합니다. 그리고 정확한 정보를 알려드리지 못해 죄송한 마음입니다.
답변일 2026-10-13
