令和4年度 I-4-5

解説

この問題で問われていること

酵素の性質に関する5つの記述のうち、最も適切なものを選ぶ問題。アミノ酸側鎖の位置、至適温度の範囲、触媒としての分類、活性化エネルギーへの作用、代表的な酵素の基質特異性についての知識が問われている。

解き方

① 酵素の基本: タンパク質でできた生体触媒(有機物)、活性化エネルギーを下げて反応を速める、疎水性の側鎖は内側に集まる。リパーゼ=脂肪(トリグリセリド)を脂肪酸とグリセリンに分解
② ①外表面ではなく内部、②低温・超高温で働く酵素もある、③無機ではない、④活性化エネルギーは下げる
③ ⑤

正解が正しい理由

リパーゼは、脂肪(高級脂肪酸のトリグリセリド、すなわち中性脂肪)のエステル結合を加水分解し、脂肪酸とグリセリンに分解する消化酵素である。したがって⑤の記述はリパーゼの基質特異性に関する正しい説明であり、これが正答である。

各選択肢について

• ① フェニルアラニン等の非極性(疎水性)アミノ酸の側鎖は、折りたたまれた酵素では水との接触を避け内部の疎水性コアに埋もれることが多く、「外表面に存在する」は実際と逆で誤り。
• ② 低温に適応した酵素(至適温度20℃以下のもの)や、超好熱菌由来の酵素(至適温度が100℃を超えるものも報告されている)が実際に存在するため、「存在しない」と言い切る記述は誤り。
• ③ 酵素はタンパク質を主成分とする生体触媒であるが、タンパク質は炭素を含む有機化合物であるため「無機触媒」ではなく「有機触媒(生体触媒)」に分類され、この記述は誤り。
• ④ 触媒(酵素を含む)は活性化エネルギーを低下させることで反応を促進する働きを持ち、活性化エネルギーを増加させるという記述は触媒作用の基本原理と逆であるため誤り。
• ⑤ リパーゼが高級脂肪酸トリグリセリド(中性脂肪)のエステル結合を加水分解する酵素であるという記述は、リパーゼの基質特異性として正しく、これが正答。

覚えるべきポイント

触媒(酵素も含む)は反応の活性化エネルギーを下げることで反応速度を高める働きを持つ。酵素はタンパク質を主成分とする有機触媒(生体触媒)であり、疎水性アミノ酸側鎖は一般に分子内部に埋もれる傾向がある、という基本事項を押さえておく。