酵素

酵素の構造とは?

酵素は前述したように生体触媒です。 あるプロセスを早めたり、速くしたりする一方で、実際にはプロセスのための代替経路を提供しているのです。 しかし、その過程において、酵素の構造や組成は変化しない。

酵素は、実際には、異なる酵素を形成するために特定の方法で連結された何千ものアミノ酸から構成されている。 酵素の鎖は折り重なってユニークな形を作り、この形が酵素に特徴的な化学的可能性を与えるのである。 ほとんどの酵素は、補酵素として知られる非タンパク質の成分も含んでいます。

Biomolecules

• 生体高分子
• 結合性モノマー
• 酵素

でその他のトピックを参照する。

• Metabolic Basis For Living
• Nucleic Acids
• Polysaccharides
• Protein

Enzymes Types of the Enzymes:

生体内で起こる生化学反応は基本的に6種類あり、これらの反応をもたらす酵素はそれに応じて名前が付けられています：

• 酸化還元酵素。 これらの酵素は、酸化反応と還元反応を引き起こすので、酸化還元酵素と呼ばれる。 これらの反応では、ヒドリドイオンまたは水素原子の形で電子が移動する。 基質が酸化されるとき、これらの酵素は水素供与体として作用する。 これらの酵素はデヒドロゲナーゼまたはレダクターゼと呼ばれます。 酸素原子が受容体である場合、これらの酵素は酸化酵素と呼ばれる。 これらの酵素は、ある分子から別の分子へ官能基を転移する役割を担っている。 例：アラニンアミノトランスフェラーゼは、アラニンとアスパラギン酸の間でα-アミノ基をシャッフルする等。 また、ATPと他の化合物の間でリン酸基を移動させたり、解糖におけるヘキソキナーゼのように糖残基を移動させて二糖を形成したりするものもある
• ヒドロラーゼ。 加水分解を伴う反応を触媒する酵素で、水を加えて単結合を切断する。 加水分解酵素の中には、タンパク質のペプチド結合を切断するものもあり、消化酵素として機能するものもある。 また、水分子をある化合物から別の化合物に移動させるので、転移酵素の一種でもある。 例 グルコース-6-ホスファターゼはグルコース-6-リン酸からリン酸基を取り除き、グルコースとH3PO4が残る。 分子の二重結合を切断するために官能基を付加する反応や、官能基を除去して二重結合を形成する反応を触媒する酵素。 例 ピルビン酸脱炭酸酵素は、ピルビン酸からCO2を除去するリアーゼである。 その他、デアミナーゼ、デヒドラターゼなどがある。
• 異性化酵素。 同一分子内の別の位置に官能基を移動させ、得られる分子が実は以前の分子の異性体であるような反応を触媒する酵素のことである。 例：トリオースリン酸イソメラーゼ、ホスホグルコースイソメラーゼはグルコース6-リン酸をフルクトース6-リン酸に変換するのに使われる。 加水分解酵素とは逆の働きをする酵素である。 ヒドロラーゼが水を加えて結合を壊すのに対して、リガーゼは水成分を取り除いて結合を形成する。

酵素の働き

宇宙でどんな反応でも起こるには、エネルギーが必要です。 活性化エネルギーが供給されない場合、触媒が活性化エネルギーを減らして反応を進めるという重要な役割を担っています。 これは、動物や植物でも同様である。 酵素は、反応中の複雑な分子の活性化エネルギーを低減させるのに役立つ。 3575>

Step 1: それぞれの酵素には「活性部位」があり、そこに基質分子の1つが結合することができる。

ステップ2：この酵素-基質分子は、次に第2の基質と反応して生成物を形成し、酵素は第2の生成物として遊離する。

酵素の働きを説明する理論は数多くある。

理論1：ロック＆キー仮説

これは、酵素作用の理論の中で最も受け入れられているものです。

この理論は、基質は酵素の活性部位に正確にフィットして、酵素-基質複合体を形成すると述べています。 このモデルは、酵素が基質分子に特異的であるため、その作用が特異的である理由も説明している。

理論2：誘導適合仮説

これは鍵と錠の仮説に類似している。 基質分子が酵素の活性部位にぴったりとはまるように、酵素分子が基質分子に近づくと形が変わるというものです。

細胞内の酵素活性に影響を与える要因は何か？

• 酵素と基質の濃度を考える。 反応速度は基質濃度の増加とともにある点までは増加するが、それ以上基質濃度を増加させても反応速度に大きな変化は生じない。 これは、基質がある濃度を超えると、酵素のすべての活性部位が満杯になり、それ以上の反応が起こらなくなるためである
• 温度。 温度が上がると、分子の運動エネルギーが増加するため、酵素活性が上昇する。 酵素が最もよく、最大に働く最適なレベルがある。 この温度は、多くの場合、身体の平熱である。 温度がある限度を超えて上昇すると、実際にはタンパク質でできている酵素が崩壊し始め、反応速度が遅くなる。
• pH: 酵素はpHの変化に非常に敏感で、許容されるpHレベルの非常に小さな窓の中で働いています。 最適なpHレベルを下回ったり上回ったりすると、酵素が崩壊する恐れがあり、それによって反応速度が遅くなる。 特定の酵素の働きを阻害する物質が存在すること。

あなたのための解決例

Q: 酵素は次のように作用する? 活性化エネルギーを増加させる

b. 活性化エネルギーを減少させる

c. pHを下げる

d. pHを上げる

Sol: a. 活性化エネルギーを上げる

反応物は自動的に化学変化を起こすわけではない。 遷移状態でそうなる。 遷移状態は反応物や生成物よりも自由エネルギーが大きい。 反応物を遷移状態に変換するために余分なエネルギーを必要とするため、反応物が変化を起こせないことを「エネルギーの壁」という。 エネルギー障壁を克服するために必要なエネルギーは「活性化エネルギー」と呼ばれます。