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16.酵素反応と最適 PHI
験1~3で調べたところ、 図1, 2の結果を得た。 いずれの実験も脱リン酸化反応は酵
ファターゼと呼ぶ。 最適 pHが5.6のコムギ酸性フォスファターゼの反応速度を以下の実
素液と基質のpNPP (カーニトロフェニルリン酸) 溶液をすばやく混合して,各pHで正確
25℃,5分間行い, 水酸化ナトリウム溶液を加えて反応を停止し, 生成したpNP (p-ニ
トロフェノールの量を反応時間で割って反応速度を求めた。 下の各問いに答えよ。
【実験1】 反応時の濃度が0.2mg/mL あるいは 6.4
さまざまな物質の脱リン酸化反応を触媒する酵素を,フォス
mg/mLのpNPP と, 反応時の濃度が0.8mg/mL
酵素原液 (相対酵素濃度1) および 2, 4, 8, 16
倍希釈の酵素液を pH5.6 (最適 pH)で5分間反応さ
せた。相対酵素濃度を横軸, 反応速度を縦軸に図1
のグラフを得た。
【実験2】 酵素活性のpH 依存性を検証するため,反
応時の濃度が6.4mg/mLのpNPP と,反応時の濃
度が0.2mg/mLの酵素液を異なるpH (2.0, 3.0,
4.0, 50, 56, 60, 7.0, 8.0) で5分間反応させた。
反応時のpHを横軸, 反応速度を縦軸に図2のグラ
フを得た。
-反応速度 (pNP 生成量/単位時間)
【実験3】 酵素液を25℃で1時間, 異なるpH (2.0,
3.0, 4.0, 5.0, 5.6, 6.0, 7.0, 8.0) で前処理した
あと, すみやかに pH5.6 に戻して,反応時の濃度が
6.4mg/mLのpNPP と, 反応時の濃度が0.2
mg/mLの前処理を行った酵素液を5分間反応させ
た。 前処理のpHを横軸, 反応速度を縦軸に図2の
グラフを得た。
6.4mg/mL pNPP
0.2mg/mL pNPP
1/2
1/81/4
1/16
相対酵素濃度
←反応速度 (pNP 生成量/単位時間)
実験 3
図 1
実験 2
+
第8章
細胞分子
2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.08.0
pH
図2
問1. 実験1で,反応時のNPP 濃度が6.4mg/mL
のとき,調べた酵素濃度範囲においてグラフは原点を通る直線になった。一方,反応時
のかNPP 濃度が0.2mg/mL のときは 酵素濃度が低い一定範囲で原点を通る直線上に
あったが,やがてゆるやかな曲線となった。 このように、原点を通る直線上から下側に
外れた理由を「基質」と「酵素」の両方の語を用いて, 30字以内で説明せよ。は買
問2.実験2のように各酵素には最適 pHがある。 ヒトのペプシンを例に、どの器官で働
き,どのような活性をもち,最適 pHがどのあたりの酵素かを40字以内で説明せよ。た
だし, 「pH」は1文字とする。
(20. 神戸大改題)
問3.実験2の結果と実験3の結果とを比較し、この酵素の構造と活性の関係について「構
造変化」,「変性」,「可逆的」の語をすべて用いて, 40字以内で説明せよ。ただし,「pH」
は1文字とする。