細胞と分子（知識）の問題
次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして最も適当なものを、下の表のア〜エから 1 つ選べ。
ある酵素の基質とよく似た立体構造をもつ物質 X は、酵素の基質が結合する部分である（ a ）に結合して、基質が酵素に結合するのを妨げる。そのため、X が一定量あるとき、基質の濃度を高くしていくと、X による反応速度の低下の度合いは小さくなっていく。このような酵素反応の阻害を（ b ）という。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 活性部位以外の部位 | 競争的阻害 |
| イ | 活性部位以外の部位 | 非競争的阻害 |
| ウ | 活性部位 | 競争的阻害 |
| エ | 活性部位 | 非競争的阻害 |
この問題で使うもの
- 酵素の活性部位と阻害（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（62 技能）
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ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
技能「酵素の活性部位と阻害」を使います。まず、酵素の中で基質が結合する部分の名前を思い出しましょう。
ヒント 2
阻害物質が基質と同じ部分を奪い合う場合、基質の濃度を高くすると基質が結合しやすくなり、阻害の影響は小さくなります。阻害物質が別の部分に結合する場合は、基質濃度を高くしても影響は残ります。
ヒント 3
a は「基質が結合する部分」なので、ア・イは除けます。残るウ・エのうち、基質濃度を高くすると影響が小さくなる阻害はどちらの名前か考えましょう。
答えと解説
答えを見る
ウ
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解説を読む
手順 1: 空欄 a（基質が結合する部分）を決める。
酵素はタンパク質で、特定の立体構造をもつ。そのうち基質が結合して反応が起こる部分を活性部位という。活性部位の形に合う基質だけが結合できるため、酵素には基質特異性がある。問題文の a は「基質が結合する部分」なので、a は活性部位である。これで ア・イ（a が「活性部位以外の部位」）は誤りとわかる。
手順 2: 空欄 b（阻害の種類）を決める。
物質 X は基質と似た構造をもち、活性部位に結合して基質の結合を妨げる。つまり、X と基質が同じ活性部位を奪い合う。基質の濃度を高くすると、活性部位に基質が結合する機会が X より多くなるので、阻害の影響は小さくなる。このような阻害を競争的阻害という。
一方、非競争的阻害では、阻害物質が活性部位以外の部位に結合して酵素の立体構造（活性部位の形）を変える。基質と結合部位を奪い合うわけではないので、基質の濃度を高くしても阻害の影響は小さくならず、最大の反応速度は下がったままである。
各選択肢の検討
- ア: b の競争的阻害は正しいが、競争的阻害の阻害物質が結合するのは活性部位であり、a が誤り。
- イ: a・b ともに非競争的阻害の説明であり、基質濃度を高くすると影響が小さくなるという問題文の内容に合わない。
- ウ: a・b ともに正しい。
- エ: a は正しいが、基質濃度を高くすると影響が小さくなるのは競争的阻害であり、b が誤り。
よって、答えは ウ である。
別解
基質が結合する部分は活性部位なので a は「活性部位」。ア・イは a が誤り。基質に似た物質が活性部位に結合して基質との結合を妨げ、基質濃度を高くすると阻害の度合いが小さくなる阻害は競争的阻害。したがって b は「競争的阻害」。エは b が誤り（非競争的阻害は活性部位以外に結合し、基質濃度を上げても阻害が解消されない）。正解はウ。