生物を基礎からわかりやすく!酵素の種類とその反応について[練習問題付き]

酵素の種類 

酵素の種類 

酵素名 

はたらき 

加水分解酵素 

炭水化物 

分解酵素 

アミラーゼ 

 

マルターゼ 

スクラーゼ 

ラクターゼ 

セルラーゼ 

ペクチナーゼ 

デンプン(アミロース)→デキストリン→マルトース 

マルトースグルコース 

スクロースグルコース+フルクトース 

ラクトース→グルコース+ガラクトース 

セルロースグルコースなど 

ペクチンを分解 

タンパク質 

分解酵素 

ペプチン 

トリプシン 

キモトリプシン 

ペプチダーゼ 

タンパク質ペプトン(胃液に含まれる) 

タンパク質ポリペプチド 

タンパク質→ポリペプチド 

ペプトン・ポリペプチドアミノ酸 

脂肪分解酵素 

リパーゼ 

脂肪脂肪酸+モノグリセリド 

尿素分解酵素 

ウレアーゼ 

尿素(CO(NH2)2) アンモニア+二酸化炭素 

ATP分解酵素 

ATPアーゼ 

ATPADP+リン酸 

核酸分解酵素 

DNAアーゼ 

RNAアーゼ 

DNAヌクレオチド 

RNAヌクレオチド 

酸化還元酵素 

酸化酵素 

オキシダーゼ 

基質に酸素を結合させる 

脱水素酵素 

デヒドロゲナーゼ 

基質または有機物から水素電子切り取ってNAD+FADなどに渡す 

過酸化水素 

分解酵素 

カタラーゼ 

過酸化水素(H2O2) +酸素 

脱離酵素 

(リアーゼ) 

脱炭酸酵素 

デカルボキシラーゼ 

有機物のカルボキシ基からCO2を取り出す 

炭酸脱水酵素 

カーボニックアンヒドラーゼ 

炭酸(H2CO3) +二酸化炭素 

転移酵素 

アミノ基転移酵素 

トランスアミナーゼ 

アミノ酸からアミノ基を取って他の物質に移す 

合成酵素 

(リガーゼ) 

アセチルCoA合成酵素 

酢酸+CoA+ATP 

アセチルCoA+ADP+リン酸 

DNA連結酵素 

RNA連結酵素 

DNAリガーゼ 

RNAリガーゼ 

DNAをつなぐ 

RNAをつなぐ 

 

温度と反応速度 

酵素は、35~40℃で最もよくはたらく。この温度を最適温度という。

55~60℃の高温では、酵素タンパク質が変性し、酵素は失活する。 

 図1

pHと反応速度 

一般に、中性付近でよくはたらく酵素が多く、強い酸性や強いアルカリ性では失活する。

各酵素の最もよくはたらくpH最適pHという。 

例外.ペプシンの最適pHpH2、トリプシンの最適pH8 

 図2

基質濃度と反応速度 

 図3

シミュレーション 

基質(個) 

0 

1 

2 

 

10 

 

20 

 

30 

酵素(個) 

10 

10 

10 

 

10 

 

10 

 

10 

酵素-基質複合体(個) 

0 

1 

2 

 

10 

 

10 

 

10 

生成物(個) 

0 

2 

2 

 

10 

 

10 

 

10 

  1.  基質が0~9個のとき
  2. 基質が10個のとき
  3. 基質が11個以上のとき

 それぞれこのような状態となる。                

  1. 基質が少ないので、すべての基質は酵素と結合し、酵素は余っている。

  2. すべての酵素と基質が結合して酵素基質複合体となっており、酵素基質も余っていない。

  3. すべての酵素が基質と結合して酵素– 基質複合体となっており基質が余っている。

    基質を増やしても反応速度は一定であり、酵素を増やせば反応速度は大きくなる。 

時間と生成物量 

図4

時間が経つにつれて生成物の量が一定になるとのは、基質がすべて分解されてしまったからである。基質を追加すれば生成物の量は再び増加する。 

  1. 酵素の量を2倍にしたとき
    →反応速度は大きくなるが、基質の量は変わらないので生成物の量も変わらない。

  2. 基質の量を2倍にしたとき
    →反応速度は変わらないが、生成物の量が2倍になる。 

練習問題

例題1 基本例題7 酵素の反応速度 

図5

右のグラフ中のAは、トリプシンによるタンパク質の加水分解反応において、反応時間とタンパク質分解速度との関係を示したものである。次の⑴~⑶の解答として最も適当となるものを図中B~Eから選び、それぞれ記号で答えよ。 

  1. 他の条件は変えずに、反応開始時にトリプシンの量を2倍にすると、結果はどのようになるか。 

  2. 他の条件は変えずに、反応開始時にタンパク質の量を2倍にすると結果はどのようになるか。 
  3. 他の条件は変えずに、温度をさらに下げて実験した場合はどのようになるか。 

 解答

  1. C 反応速度が上がる
  2. B 反応速度は変わらず、タンパク質分解量が増える。

  3. E 一般的に反応速度は温度とともに上昇する。 

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