【高校生物】タンパク質と酵素【要点整理】

生物学/BIOLOGY

テーマ1:アミノ酸の構造と結合の様子を図示できるようにしよう!

タンパク質を構成する最小単位は???という物質

  • タンパク質を構成する最小単位はアミノ酸という物質で、次のような構造をしている。

  • 2つのアミノ酸が結合してペプチドを生じる反応を反応式で示すと次のようになる。

引用:改訂版生物(数研出版)

タンパク質を構成するアミノ酸は???種類ある

  • タンパク質を構成するアミノ酸は20種類ある。

20種類全部覚える必要はなく、名前をみて「アミノ酸だ!」とわかればOKだと思います。強いて言うなら必須アミノ酸を押さえておけばいいですね。

 

アミノ酸が多数結合したものを???という

  • アミノ酸が多数結合したものをポリペプチドという。このポリペプチドの鎖が折りたたまれて一定の立体構造ができる。

 

  • この立体構造の形成にはシステインがもつどうしで行われるS-S結合水素結合などが関係する。

ここに関連して、たまにインスリンの構造について聞かれることもあるので、触れておきますね…。

インスリンの特徴…ポリペプチド鎖(A鎖とB鎖)が2本、2対のジスルフィド結合

テーマ2:酵素の特性を理解しよう!

生体で働く触媒作用を持つ物質を???という

  • 生体で働く触媒作用を持つ物質を酵素という。

自身は変化せず、化学反応を促進する。酵素は生体触媒であり、活性化エネルギーを低下させる役割を持つ。

 

酵素の作用を受ける物質を???という

  • 酵素の作用を受ける物質を基質という。酵素によって基質の種類が決まっており、これを酵素の基質特異性という。

  • 酵素の主成分はタンパク質であり、高温や極端はpHの変動によってタンパク質が変性し、その結果酵素の働きが失われる。これを失活という。

補酵素

  • 酵素の種類によっては、タンパク質以外の低分子物質を必要とする酵素もある。低分子物質の部分が金属の場合や有機化合物(ビタミンBなど)の場合がある。低分子物質が有機化合物の場合は補酵素という。それに対して、酵素のタンパク質部分をアポ酵素とよぶ。

引用:SGS総合栄養学院

補酵素の例…NAD+、NADP+(呼吸のところで登場する!)

 

テーマ3:酵素の関係する超重要グラフをマスターしよう!

グラフの基本の形

  • のグラフではなぜ反応速度が一定になるのか?…全ての酵素が常に酵素-基質複合体を形成するようになったから。
  • のグラフではなぜ生成物量が一定になるのか?…基質が消費されたから。

 

中級~上級レベルの問題に対応するには?

例えば、「酵素濃度を1/2にするとどのようなグラフになるか?」という質問はよく聞かれるので、1/2倍と2倍のパターンはしっかり理解しておこう。

引用:改訂版生物(数研出版)

 

テーマ4:重要酵素ベスト10

加水分解酵素

1:アミラーゼ…デンプンをマルトースに分解する。

2:マルターゼ…マルトースをグルコースに分解する。

3:ペプシン…タンパク質をペプトンに分解する。

4:トリプシン…タンパク質やペプトンをポリペプチドに分解する。

5:ペプチターゼ…ポリペプチドをアミノ酸に分解する。

6:リパーゼ…脂肪と脂肪酸とグリセリンに分解する。

7:ATPアーゼ…ATPをADPとリン酸に分解する。

酸化還元酵素

8:脱水素酵素…有機酸から水素を奪い水素受容体に預ける。(NAD+やNADP+)

9:カタラーゼ… 過酸化水素を水と酸素にする。

 

除去酵素

10:脱炭酸酵素…CO2を放出させる。

 

テーマ5:酵素反応の阻害のしくみを理解しよう!

競争的阻害

  • 基質と構造が似ている物質があると、類似した物質が酵素の活性部位に結合してしまい、酵素反応が阻害される場合がある。このような阻害を競争的阻害という。基質濃度が低いときは阻害の程度が大きいが、基質濃度が高くなると阻害剤の影響は少なくなり、最大速度は阻害剤の有無にかかわらず一定となる。

例)コハク酸脱水素酵素

引用:M-hub

 

非競争的阻害

  • 引用:M-hub
    競争的阻害との違いは、阻害剤の結合によって、基質の結合部位が影響を受けることがないことです。つまり、基質や阻害剤の結合は互いに独立しており、基質濃度を高めても阻害を克服することはできない。
発展レベル:それぞれの阻害に関するグラフも理解しておこう!

 

 

 

 

 

 

 

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