酵素・受容体・輸送タンパク質（チャネル・輸送体）・細胞骨格のタンパク質など、細胞でのタンパク質の役割が、それぞれの立体構造（特定の物質と結合する部位の形）によって決まることを使って、立体構造が変わったときのはたらきの変化について正しい記述を選べる
読み込み中…
右端（太枠）がこの技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
細胞の中では、酵素・受容体・輸送タンパク質（チャネル・輸送体）・細胞骨格のタンパク質など、多くのタンパク質がそれぞれ決まった仕事をしています。この技能では、どのタンパク質も「特定の物質と結合する部分の形（立体構造）」によって仕事が決まっていることを使い、熱や pH の変化、アミノ酸の置きかわりなどで立体構造が変わったとき、はたらきがどう変わるかについて正しい記述を選べるようになります。
前提の技能で学んだように、タンパク質はアミノ酸がペプチド結合でつながった鎖（一次構造）が、折りたたまれて決まった立体構造をとったものです。折りたたみ方はアミノ酸の並び順で決まるので、同じ種類のタンパク質はいつも同じ形になります。そして、その表面には特定の物質だけがぴったりはまる「くぼみ」や「すき間」ができます。鍵と鍵穴のように、形が合う物質だけが結合できるので、タンパク質は相手を選んで仕事をすることができます。
この考え方は、細胞のいろいろなタンパク質に共通です。酵素では、反応する物質（基質という）が結合する部分を活性部位といい、その形に合う基質だけに反応を起こします（基質特異性）。受容体は、ホルモンなど特定の情報を伝える物質と結合したときに形が変わり、細胞に情報を伝えます。チャネルは膜を貫く通り道で、その大きさや形に合う特定のイオンだけを通し、輸送体は特定の物質と結合して形を変えることで物質を膜の反対側へ運びます。細胞骨格のタンパク質（アクチンやチューブリンなど）は、同じタンパク質どうしが決まった形でつながって繊維をつくり、細胞の形を保ったり物を運ぶ道になったりします。
したがって、立体構造が変わると、結合する部分の形も変わり、相手と結合できなくなってはたらきが失われたり弱まったりします。高温・強い酸や塩基・重金属イオンによる変性では、ペプチド結合（一次構造）は切れずに、折りたたみ（立体構造）がくずれます。また、遺伝子の変化などでアミノ酸が 1 つ置きかわるだけでも、折りたたみが変わって結合部位の形が変わることがあります。「はたらきは形で決まる」「形を変えるとはたらきも変わる」をいつも結びつけて考えることがこの技能の中心です。
選択肢のタンパク質が、酵素・受容体・チャネル・輸送体・細胞骨格のどれで、何と結合して（何をつくって）はたらくのかを確認する
そのはたらきが、特定の物質と結合する部分の形（立体構造）によって決まっていることを当てはめる
選択肢で起きている変化（加熱・pH の変化・重金属イオン・アミノ酸の置きかわりなど）が、一次構造を壊すのか、立体構造だけを変えるのかを区別する（変性では一次構造は壊れない）
立体構造が変わる → 結合部位の形が変わる → 相手と結合できなくなりはたらきが変わる、の流れに合う記述を正しいものとして選ぶ
細胞でのタンパク質の立体構造とはたらきについての記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 酵素を高温で処理するとはたらきを失うのは、ペプチド結合が切れてアミノ酸がばらばらになるからである。
イ 受容体は、立体構造に関係なく、細胞外にあるさまざまな物質と結合して情報を受け取る。
ウ アミノ酸が 1 つ置きかわって活性部位の立体構造が変わると、酵素が基質と結合できなくなり、はたらきを失うことがある。
エ チャネルは、その立体構造に関係なく、あらゆるイオンを同じように通す。
【手順 1】アとウは酵素（基質と結合してはたらく）、イは受容体（情報を伝える物質と結合する）、エはチャネル（イオンを通す通り道）についての記述である。
【手順 2】どのタンパク質も、特定の物質と結合する部分の形によってはたらきが決まる。したがって「立体構造に関係なく、さまざまな物質と結合する」としたイと、「立体構造に関係なく、あらゆるイオンを通す」としたエは誤り。
【手順 3】アの高温による失活は変性によるもので、変性ではペプチド結合（一次構造）は切れず、立体構造がくずれる。アは誤り。
【手順 4】ウは、アミノ酸の置きかわり → 立体構造の変化 → 活性部位の形が変わる → 基質と結合できない → はたらきを失う、という流れで正しい。
よって正しいものはウ。
答え: ウ
熱による変性でペプチド結合が切れ、一次構造が壊れるとしてしまう誤り。正しくは変性では一次構造（アミノ酸の並び）はそのままで、折りたたみ（立体構造）がくずれることではたらきを失う
アミノ酸が 1 つ置きかわる程度ではタンパク質のはたらきは変わらない、としてしまう誤り。正しくはアミノ酸 1 つの違いでも折りたたみが変わり、結合部位の形が変わってはたらきを失うことがある
受容体やチャネルはどんな物質にもはたらく、としてしまう誤り。正しくは受容体は特定の情報伝達物質とだけ、チャネルは特定のイオンだけと、結合部位や通り道の形が合うものに限ってはたらく
立体構造が大切なのは酵素だけで、細胞骨格のタンパク質は関係ない、としてしまう誤り。正しくは細胞骨格のタンパク質も、決まった立体構造どうしがつながることで繊維をつくってはたらく
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。