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酵素の反応速度に関するものです。
横軸に基質濃度、縦軸に反応速度をおいたとき、
ある基質濃度になると反応速度は一定になります。この時の酵素量よりも2倍量の酵素量で同じように反応速度を測定した場合、同じようなグラフが描けます。
ここで疑問があるのです。
酵素量が2倍量でも、反応速度が一定になるときの濃度が同じなのです。同様にもとの酵素量よりも半量で行っても同じ基質濃度で一定になってます。どうして酵素量が増えて(減って)いるのに同じ基質濃度で反応そくどが一定に成るのでしょうか。
基本的な質問で申しわけありませんが宜しくお願いします。

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A 回答 (6件)

先ほどの私のコメントに大きな誤りがありましたので追加コメントさせていただきます。


Vmaxは酵素量に依存する値であって、Km値が酵素量に依存しないのでした。
お詫びして訂正します。
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質問者の方の意図と、お答えになっている方々のおっしゃる内容がずれているように感じます。


回答の内容は「Vmaxは酵素量にかかわらず一定」ということを説明していますが、ご質問の内容は「Vmaxに到達する基質濃度は酵素量によって左右されないのか?」であるように思われます。
(勘違いしていたら申し訳ありません)

ところで、Vmaxに到達する基質濃度(反応速度が一定になるときの濃度)とはどのような値でしょうか?
ミカエリス・メンテンの式からVmaxを求める方法を思い出してください。それは「系に存在する全ての酵素が基質との複合体を形成するのに十分に高い濃度」であり、数学的に言えば「無限大」の濃度ということになります。Lineweaver-Burkのプロットを思い起こしていただくほうが簡単かもしれませんが、このプロットだと、基質濃度の逆数(1/[S])がゼロ(すなわち[S]=無限大)のとき、反応速度はVmaxに等しくなります。

つまり、反応速度が一定になる(Vmaxに達する)基質濃度というのは、現実には達成不可能であり、これを比較すること自体できないと思うのですが・・・。
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高校生にVmax(最大反応速度)を言葉で説明するのは,殆ど不可能なように思っていましたが,大学生のようですね。

#2さんの説明なら,Vmaxはトラックが荷物を運んで戻るまでの速さではないかと思いますが…

大学生なら,下記参考URLで勉強してください。
ミカエリス・メンテンの式の(11)(12)に基質濃度によらないことが説明してあります。

個人的には,「Vmaxが基質濃度によらないことを言葉で解説」したらどのように説明できるのか大変興味があります。化学カテで質問してみようかと思います。

参考URL:http://133.100.212.50/~bc1/Biochem/biochem5.htm
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反応速度は、トラックでいえば、「一時間当たり、または適当な時間当たりに目的地まで荷物を何トン運べたか?」ってことです。

トラック二台で運べば、一時間当たりに荷物は二倍の量運べますよね!?つまり、酵素の量が二倍になっても基質の量が変わらないのならば、途中までは反応速度は酵素二倍の方が傾きが急ですが(二倍運べるでしょ!?)、結局最後は同じ線を描くようになるのです。
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よくある酵素の理解の仕方には、「トラックと荷物の運搬時間」という考え方があります。

トラックを酵素、荷物を基質、そしてトラックで荷物を運ぶのにかかる時間を反応にかかる時間と考えるのです。酵素量が二倍になったということは、荷物を運ぶトラックが二台になったということです。でも、運ぶ荷物の量は変わらないでしょう??だから、酵素量が増えたり減ったりしても、同じ基質濃度で反応速度は一定になるのです!
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この回答へのお礼

ありがとうございます!
ですが、すみません。もう少し教えてください。
「反応速度」とはトラックの例でいうと、どういうことなのでしょうか?どうしてもピンとこないのです・・・
すみませんが、よろしくお願いします。。

お礼日時:2004/07/12 19:40

酵素は触媒同様そのものの量には影響を受けないからでしょう。

普通は反応に使用すると減るものですが、触媒や酵素は減ることがありません。
温度が一定であれば、反応速度は初濃度(C0)と時間に影響を受けます。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。
触媒は「自らは反応に関与していながらも、変化しない」というものはわかっているのですが、基質濃度を増加させていき、さらに酵素の量を増やした場合はどうなるのかと・・・

お礼日時:2004/07/12 19:42

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Q酵素濃度と反応速度

酵素濃度と反応速度のグラフについて以下の二つの意見があるのですが・・・どちらが本当なのか教えていただきたいです。
1、基質が十分ある場合、酵素濃度が高くなればなるほど、反応速度も上がる。
2、少量の酵素量でも、大量の酵素濃度でも同じ基質濃度のときに反応速度は一定になる。
ふたつは、V-Eグラフが違ってきますよね?どちらが本当なのでしょうか?よろしくお願いします。

Aベストアンサー

No.1のご回答の通りだと思います。
要するに、
1は無条件で正しいと思います。
2は基質濃度が酵素量と比較して少ない場合には正しいでしょう。

QKm値について

Km値について

Km値は基質に対する酵素の親和性だと習いました。
Km値が大きくなるほど、親和性が上がるということでしょうか。
ミカエリスメンテンのグラフからはKm値が小さくなるほうが、親和性が上がる気がするのですが。

わかる方、回答よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

>>Km値が大きくなるほど、親和性が上がるということでしょうか。

逆です。
ミカエリス定数はV=(Vmax・C)/(Km + C)で表されます。(Vは反応速度、Vmaxは最大反応速度、Cは基質濃度)

ミカエリス定数Kmが大きいと、分母が大きくなり、反応速度Vは小さくなります。

反応速度が小さいと言うことは、基質との親和性が小さいということを意味します。

Qミカエリス定数(Km)が酵素濃度に依存しない理由

ある酵素のKmとKcatを求めようとしています。
(一般的に教科書に載っているような一基質の単純な酵素反応です)
そこでよく分からないのが、Km値が酵素濃度に依存しないということです。
酵素濃度を2倍にすれば、初速度も早くなってKm値も小さくなるような気がするのですが…
何か条件を見落としているのでしょうか?

Aベストアンサー

>しかし、Kmの意味をよく考えると、酵素の活性部位の半分が基質分子によって満たされているような基質濃度ということになりますよね?

これは誤りですね。
ミカエリス・メンテン式の前提として、
[E]酵素+[S]基質←→[ES]酵素基質複合体
が平衡反応になります。

こんなイメージではいかがでしょう?
ある酵素1個が水溶液中で基質分子と衝突し、一定の確率で反応を起こす。
基質濃度が十分でなければ、ある酵素1個が基質分子に出会う可能性はあくまで基質濃度のみに依存。
酵素濃度が変動しても、個々の酵素が基質に出会う可能性は変わらない。
基質濃度が上昇するに連れて、個々の酵素分子が次の基質分子探す時間がゼロに近づき、反応速度は「酵素と基質が出会うまでの時間」よりも「酵素が結合した基質を処理する時間」のほうに依存するようになる。

Q酵素の活性について

前期に大学で酵素の活性について学びました。酵素の活性を示す式として、ミカエリス・メンテンの速度式があると学びました。この式における、VMaxおよび、Kmはどのような意味を持つのか教えて下さい。

できたら、なぜそう考えられるのかという理由も一緒にお願いします。

Aベストアンサー

Vmaxは最大速度

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%85%B5%E7%B4%A0
>Km と表記され「ミカエリス・メンテン定数」と呼ばれる。ミカエリス・メンテン定数とは、酵素と基質の親和性を表すパラメータであり、実測値としては酵素の最大速度の2分の1の反応速度 (Vmax/2) を有する基質濃度となる。Km 値と基質親和性の関係は以下の通りである。

Km値が低いと酵素と基質の親和性は高い(酵素と基質は相性が良い)
Km値が高いと酵素と基質の親和性は低い(酵素と基質は相性が悪い)
-------------
基質親和性が高ければ、基質濃度が低くても、Vmax/2を達成しやすくなるから。

QLineweaver-Burkプロット

基質濃度と吸光度は分かっているんですがここから
Lineweaver-BurkプロットによりKm値とVmaxを求めるやり方がわかりません。教えてください。

Aベストアンサー

ミカエルス・メンテンの式は、基質濃度[S]が一定の場合に成立します。
しかし、実験では酵素によって基質が分解されて、経時的に減少するため一定に保つことができません。
参照サイトの説明にあるように、実際は基質の分解が10%以下の条件を便宜的に用います。
たぶん実験に用いた反応時間は、基質の分解が10%以下という設定になっていると思います。
生成物のモル吸光係数がわかれば、その濃度がわかるので、基質濃度と比較すれば分解率が何%か計算できます。

で、反応速度の実験では基質の分解が10%以下の時の吸光度の増加(ΔAbs)を便宜的に「初速度」と扱います。
真の初速度は求めることができないからです。
速度には、○○/時間、の単位が必要ですから、得られた吸光度が測定時間内に直線的に増加したと考えて、
吸光度÷測定時間=ΔAbs/min (sでもhでも良い)となります。
また生成物の濃度が吸光度から計算できるなら、M/minの方がベターです。

さらに聞きたいことがあれば、遠慮なく質問して下さい。

Qミカエリス・メンテン式でKmとVmaxは出せる?

次の表のデータから、酵素反応のミカエリス定数Kmと反応最大速度Vmaxを求めなさい。

基質濃度S(mM)⇒反応速度V(μM/min)
1⇒2.5
2⇒4.0

また、反応に酵素阻害剤(I)が存在したとき、次のデータが得られた。
この阻害剤の阻害様式を答えなさい。

基質濃度S(mM)⇒反応速度V(μM/min)
1⇒2.0
4⇒5.0


とありました。
ミカエリス・メンテン式を用いて
V=Vmax・S/Km+Sとすると、KmとVmaxは同時に出せない気がするのですが・・・
どうやって出すのか、わかる方、よろしくお願いします!!!

Aベストアンサー

いくつかやりかたがありますが、ちゃんと覚えておかなければなりません。

例えば、
横軸にS-1 を、縦軸にV-1 をとってプロットすれば直線になる(ラインウィーバー・バーク プロット)事を利用して求めることが出来ます。

くわしくは、あなたが持っている教科書を読みなおしましょう。

Wikipediaの“ミカエリス・メンテン式”を見るだけでも、だいたい分かると思います。
阻害様式についても解説があります。

Q酵素の比活性

 前にも似たような質問をしたのですが、よく分からないのでもう一度させていただきます。
 酵素の比活性でどのようなことが分かるのでしょうか?出来れば詳しくお願いします。

Aベストアンサー

比活性というのは、タンパク質あたりの活性と定義されます。
今、アルコールを酸化する酵素を測定するために肝臓をすりつぶしたとします。肝臓には数千種類のタンパク質がありますが、その中でアルコールを酸化する酵素はごく一部です。他のタンパク質は全然別の酵素活性を持っていたり、酵素ではないタンパク質だったりします。ですから、タンパク質あたりの活性を計算すると、分母が大きいから、比活性は小さい値がでます。ところが精製操作を行って、アルコールを酸化する酵素以外のタンパク質が取り除かれれば、分母は小さくなりますから、比活性は大きくなります。その大きくなり具合は、目的の酵素以外のタンパク質を取り除く操作、つまり精製操作の指標になります。完全に精製されれば、それ以上は精製しようとしても、比活性が高くならないはずです。誰かがある酵素をすでに結晶化して、そのような純粋な酵素の比活性を報告していれば、それとの比較で、自分の行っている精製操作がよいか悪いかがわかります。
とはいっても精製した酵素が一部失活すると、たとえば、半分が失活すると、タンパク質としては全部残っていますから元の値のままですが、活性は半分になったので、比活性は半分に低下します。つまり酵素の変性による失活の指標にもなります。

比活性というのは、タンパク質あたりの活性と定義されます。
今、アルコールを酸化する酵素を測定するために肝臓をすりつぶしたとします。肝臓には数千種類のタンパク質がありますが、その中でアルコールを酸化する酵素はごく一部です。他のタンパク質は全然別の酵素活性を持っていたり、酵素ではないタンパク質だったりします。ですから、タンパク質あたりの活性を計算すると、分母が大きいから、比活性は小さい値がでます。ところが精製操作を行って、アルコールを酸化する酵素以外のタンパク質が取り除かれれ...続きを読む

QKcat/Km Kcatについて

Kcat/Km と  Kcatの意味をおしえてください。

よろしくおねがいします

Aベストアンサー

ごく簡単に言うと、他の過去問、↓の様な感じです。
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q115032236
より厳密には、↓の(e)反応特異性のあたりを見て下さい。
http://square.umin.ac.jp/aoki530t/prorogu_daigaku/cyoubunshi3.htm

Q基質濃度と酵素濃度の関係

酵素濃度が一定の条件では酵素の反応速度は基質濃度を変化させても変化しない。

これは正しいか?という正誤問題がありました。


酵素が一定で基質を何十倍にもいれても最終的には結合数に限りが出るのでV_maxは一定値になるという考えで正しいとしたのですがこの考えであっていますか?

解答がなく確認できなので不安で質問しました。

Aベストアンサー

>酵素が一定で基質を何十倍にもいれても最終的には結合数に限りが出るのでV_maxは一定値になるという考えで正しいとした


基質濃度が十分な場合はそのとおりですが、
基質濃度が低い場合、反応速度はV_maxに至りません。
このため、その正誤問題の正解は「誤」になります。

参考例:下記リンクの一番最初のグラフ(基質濃度と反応速度)
http://www.soarer.hoken.med.yamaguchi-u.ac.jp/Wiki/?%B9%DA%C1%C7%B3%E8%C0%AD

Q吸光光度法の検量線について

検量線を作成し、データーにばらつきが生じた場合はどのようにすべきなんでしょうか。無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが・・回答をお願いします。

Aベストアンサー

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、100連の方が正確、と毒づいています)。
 
 実験のテクニックが難しくて、全体がばらつく場合もあります。この場合は、5点ではなく、10点とか、測定する回数を増やしたりして、信頼性を高めるしかありません。検量線は、もちろんパソコンで引きます。また、サンプルの測定も、一回だけではなく、数回測定して、平均値を去る必要があります。

 化学反応は、バラツキマセン。しかし、生物のサンプルは、個体差があるので、最低3回は測定して、平均と標準偏差を示します。例えば、血糖値を測定するときに、血液中のグルコースの測定は、ばらつかないので1回で十分。しかし、A、B、Cサンそれぞれの値は異なるので、ヒトの血糖値となると、最低3人は測定しなければなりません。
 同じサンプルを測定して、値がばらつくのは単に腕が悪いだけです。学生だと5%程度、慣れると2%以内、分析のプロだと0.5%の誤差でもウルサク言います。
データがばらつく原因を考え、検量線とサンプルの測定回数を決めてください。

>無理やり線でつなぐのかなと思っているのですが
測定した点をつないだりしているのでしょうか。それはヤリマセン。昔は、測定した点の近くをなるべく通る直線(場合によっては曲線)を、慣れを頼りに引いていました。今ではパソコンがあるので、回帰式を出します。これが検量線になります。最近は、機器に検量線を自動的に描き、濃度まで計算しているのが、普通です。
 回帰式の相関係数が、0.98以上あれば信頼していますが、0.95だとやり直すかどうか迷います。

 検量線を引くための標準液は、0を含めて、6点取っています。標準液を調製しやすいように、例えば、0、1、2、3、4、5 mg/mlなど。これを5点検量(0は、普通対照に利用するので)と称しています。4点の場合もあります。
 基本は、グラフを書いて、1点がヅレていたら、それは無視して検量線を引く。2点ズレテイタラ、こりはヒドイので、やり直す、と言うのが教科書です。

 正確にするために検量線を2連(2回)して、その平均を取る、というバカな教えをする教員もいますが(それなら、2連より10連、10...続きを読む


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