酵素の基質特異性

生物学というより生化学の分野なんですが、なぜ酵素には基質特異性があるんでしょうか??
分かる方がいたら教えて下さい。

No.1 回答者： kaitara1 回答日時： 2009/01/27 02:55

鍵と鍵穴のたとえで説明されることがよく行われますが、基質にも酵素にも凸凹がありますが、この凸凹が隙間なくぴったりはまると、電子の動き方が変化して基質に変化が生じます。

凸凹に隙間があると電子の動きは変わりにくいままです。電子の動きの変化がおこりやすくするものを触媒といいます。酵素はタンパク質でできている触媒ですが、触媒の働きや化学反応は電子の動き方によって説明されるようです。

この回答へのお礼

酵素の基質特異性の働きは分かります。その原理がなぜ酵素にあるのか知りたいんですが。

お礼日時：2009/01/27 17:44

No.2 回答者： kaitara1 回答日時： 2009/01/27 19:56

私も特に詳しいわけではありませんが、多くの酵素には補酵素があって実際に電子の動きを変えるのは補酵素の部分ではないかと思います。

活性化エネルギーという言葉もあります。触媒のことも勉強してみたらどうでしょうか。

No.3 回答者： RNase_P 回答日時： 2009/01/27 20:10

ひとことで言ってしまえば

前述の通り酵素と基質が、鍵穴と鍵と同じように
ぴたりとはまりあう形をしているからです。

実際には静電相互作用や疎水性相互作用なども関わりますが、
一番重要なのは結局形です。

ちなみにそのようなことを研究する分野は現在では
生化学とは別に構造生物学という分野として成立していますので
興味があるならばそちらの方面の本をあたられると良いと思います。

No.4 ベストアンサー 回答者： owata-www 回答日時： 2009/01/27 22:05

とりあえず「鍵と鍵穴」の関係だけ説明すると

まず重要となるのは特異的基質の形状です。
基質結合部位（よく結合ポケットとか言われますが）に対し、特異的気質は立体的にぴったりはまります。すると、基質と周囲の残基が充分に近接するために疎水性相互作用と分散力が作用し、大きな結合力を生みます。基質が大きすぎれば入ることはできないし、小さすぎればアミノ酸残基と離れるために疎水性相互作用と分散力が弱くなります。
また、大抵の場合特異的基質中の正の荷電の近傍には負に荷電した残基があり、基質の水素結合の水素供与体の受け皿として酵素の水素受容体が用意され、基質の疎水性部分には疎水性の残基が来る…etc

つまり、ポケット（結合部位）と形状が一致し、各相互作用が理想的に利いてくるような基質でなければ、酵素と結合できないというわけです。

こんな感じでどうでしょうか？