Activation Energy
정의
**Activation energy (활성화 에너지, Ea)**는 화학 반응이 진행되기 위해 반응물이 넘어야 하는 에너지 장벽이다.
- 반응이 자발적이더라도 (ΔG < 0), 활성화 에너지 장벽이 없으면 반응이 진행되지 않는다.
Ea
/\
/ \
----/ \---- 반응물
\ ΔG < 0
\---- 생성물
효소와 활성화 에너지
효소는 반응 경로를 바꿔 활성화 에너지를 낮춘다:
- 전이 상태 (transition state) 를 안정화
- 기질과 특이적으로 결합하여 올바른 방향 정렬
→ 효소가 없을 때보다 반응 속도가 수백만~수십억 배 빨라질 수 있다.
온도와 활성화 에너지
온도를 높이면 더 많은 분자가 활성화 에너지를 넘을 수 있게 된다. 그러나 생물학적 시스템에서는 고온이 단백질 변성을 유발하므로 온도 범위가 제한된다.
전자 전달에서의 활성화 에너지
미토콘드리아의 Electron Transport Chain에서:
- 전자는 high-energy state에서 low-energy state로 단계적으로 이동
- 각 단계의 에너지 장벽을 효소(복합체)가 낮춰줌
- 방출된 에너지로 proton pumping 수행