温めれば酵素はずっと働く？材料・活性部位・変性をつなごう

材料：タンパク質の単位はアミノ酸

タンパク質はアミノ酸がつながった鎖からでき、その鎖が折りたたまれて立体的な形をとります。多くの酵素はタンパク質ですが、「すべての酵素がタンパク質」とは限りません。

最初の例題はタンパク質を構成する単位を問います。ここではアミノ酸が答えです。酵素の働きを考える前に、材料についての問いを見分けます。

働き：反応を始める障壁を低くする

酵素は特定の化学反応を速める生体触媒です。作用を受ける物質を基質、基質が結びついて反応を助ける部分を活性部位と呼びます。形や化学的な性質が関わるので、どんな物質にも同じように作用するわけではありません。

2番目の例題の手がかりは「活性化障壁」です。酵素はこの壁を低くします。反応前後の自由エネルギーの差を変えることとは区別しましょう。触媒は反応のたびに使い切られるものでもありません。

条件：高温で立体構造が変わることがある

温度を上げれば反応が速くなる場合もありますが、酵素を高温にしすぎると変性が起こり得ます。立体構造が変わると、活性部位での基質の結合や反応を妨げ、働きが弱まることがあります。

3番目の例題では、過度な加熱で起こる「立体構造の変化」に注目します。「酵素が基質に変わった」と考える必要はありません。材料・反応を速める働き・働く条件の3段階を結びつけましょう。

たとえば、同じ酵素と基質を同じ量ずつ用意し、温度以外の条件をそろえて、同じ時間で生じる生成物の量を比べる場面を考えます。材料をそろえても、温度が違えば反応の速さは変わり得ます。過度に加熱した側で生成物が少なければ、活性部位などの構造変化も考える手がかりになります。ただし、その結果だけで変性が原因と断定はできません。

3問の後で、何を尋ねられたか言い直す

例題は順に「何でできているか」「何をするか」「なぜ働きが弱まるか」を問います。解いた後は、選んだ言葉がどの問いに答えるのかを一言で説明してみましょう。

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