酵素と生体内反応
15分 Part 5 / Ch9 / Lesson 2
前提レッスン: 5-9-1
到達目標
- 酵素の基本的な性質と特徴を知る
- 基質特異性と最適温度・最適pHを理解する
- 酵素反応の速度に影響する条件を説明できる
酵素とは
酵素: 生体内で化学反応を触媒するタンパク質。
特徴:
- 基質特異性: 特定の物質（基質）にのみ作用する（鍵と鍵穴の関係）
- 最適温度: 約35〜40℃（体温付近）で最大活性
- 最適pH: 酵素によって異なる（ペプシン: pH 2, トリプシン: pH 8）
- 失活: 高温やpH変化でタンパク質が変性 → 触媒作用を失う
代表的な酵素
| 酵素 | 作用する基質 | 反応 | 存在場所 |
|---|---|---|---|
| アミラーゼ | デンプン | → マルトース | 唾液 |
| ペプシン | タンパク質 | → ペプチド | 胃液 (pH 2) |
| トリプシン | タンパク質 | → ペプチド | すい液 (pH 8) |
| リパーゼ | 脂肪 | → 脂肪酸 + グリセリン | すい液 |
| カタラーゼ | H₂O₂ | → H₂O + O₂ | 肝臓 |
主な酵素とその働き
酵素反応の条件
- 温度上昇 → 反応速度は増加するが、最適温度を超えるとタンパク質が変性して活性を失う
- 無機触媒（MnO₂ など）は高温でも失活しない → 酵素との違い
確認クイズ
Q1 酵素が特定の基質にのみ作用する性質を何というか?
Q2 ペプシンの最適 pH は?
Q3 酵素を高温にすると失活する理由は?
演習
問1. 過酸化水素に MnO₂ を加えた場合と、カタラーゼ（肝臓片）を加えた場合を比較し、酵素と無機触媒の違いを2つ述べよ。
解答・解説
どちらも を触媒する。
違い:
- 基質特異性: カタラーゼは H₂O₂ にのみ作用するが、MnO₂ は他の反応も触媒できる
- 熱に対する安定性: カタラーゼは高温で変性して失活するが、MnO₂ は高温でも触媒作用を保つ