酵素

context: 酵素(こうそ、英:enzyme)とは、生体で起こる化学反応に対して触媒として機能する分子である。
酵素によって触媒される反応を“酵素的”反応という。
このことについて酵素の構造や反応機構を研究する古典的な学問領域が、酵素学(こうそがく、英:enzymology)である。
酵素は生物が物質を消化する段階から吸収・分布・代謝・排泄に至るまでのあらゆる過程(ADME)に関与しており、生体が物質を変化させて利用するのに欠かせない。
したがって、酵素は生化学研究における一大分野であり、早い段階から研究対象になっている。
多くの酵素は生体内で作り出されるタンパク質を基にして構成されている。
したがって、生体内での生成や分布の特性、熱やpHによって変性して活性を失う(失活)といった特性などは、他のタンパク質と同様である。
qas: question: 酵素を英語表記するとどうなりますか?
answers: text: enzyme

question: 生体で起こる化学反応に対して触媒として機能する分子のことを何と言いますか?
answers: text: 酵素

question: 酵素を構成している成分は何という栄養素ですか?
answers: text: タンパク質

question: 酵素の構造や反応機構を研究する古典的な学問領域を指すものは何ですか?
answers: text: 酵素学

context: 生体を機関に例えると、核酸塩基配列が表すゲノムが設計図に相当するのに対して、生体内における酵素は組立て工具に相当する。
酵素の特徴である作用する物質(基質)をえり好みする性質(基質特異性)と目的の反応だけを進行させる性質(反応選択性)などによって、生命維持に必要なさまざまな化学変化を起こさせるのである。
古来から人類は発酵という形で酵素を利用してきた。
今日では、酵素の利用は食品製造だけにとどまらず、化学工業製品の製造や日用品の機能向上、医療など広い分野に応用されている。
医療では消化酵素を消化酵素剤として利用したり、疾患により増減する酵素量を検査することで診断に利用されている。
またほとんどの医薬品は酵素作用を調節することで機能しているなど、酵素は医療に深くかかわっている。
qas: question: 生体を機関に例えると、生体内における酵素は何に相当すると言えますか?
answers: text: 組立て工具

question: 目的の反応だけを進行させる酵素の性質を何というの?
answers: text: 反応選択性

question: 人類が古来から酵素を利用してきた方法は何ですか?
answers: text: 発酵

question: 様々な化学変化を起こす酵素は幅広い分野で利用されているが、食品、化学工業製品以外で何の分野と深く関わっていますか?
answers: text: 医療

context: 生体内での酵素の役割は、生命を構成する有機化合物や無機化合物を取り込み、必要な化学反応を引き起こすことにある。
生命現象は多くの代謝経路を含み、それぞれの代謝経路は多段階の化学反応からなっている。
細胞内では、その中で起こるさまざまな化学反応を担当する形で多種多様な酵素がはたらいている。
それぞれの酵素は自分の形に合った特定の原料化合物(基質)を外から取り込み、担当する化学反応を触媒し、生成物を外へと放出する。
そして再び次の反応のために基質を取り込み、目的の物質を生成しつづける。
ここで放出された生成物は、別の化学反応を担当する酵素の作用を受けて、さらに別の生体物質へと代謝されていく。
このような酵素の触媒反応の繰返しで必要な物質の生成や不必要な物質の分解が進行し、生命活動が維持されていく。
qas: question: 生命を構成している化合物は有機化合物と何でしょう?
answers: text: 無機化合物

question: 生命現象に多く含まれるもので、多段階の化学反応から成っている経路は何ですか?
answers: text: 代謝経路

question: 必要な物質の生成や不必要な物質の分解が進行し、生命活動が維持されていくのは酵素の何反応が繰り返されて成されるのですか?
answers: text: 触媒反応

context: 生体内では化学工業のプラントのように基質と生成物の容器が隔てられているわけではなく、さまざまな物質が渾然一体となって存在している。
しかし、生命現象をつくる代謝経路でいろいろな化合物が無秩序に反応してしまっては生命活動は維持できない。
したがって酵素は、生体内の物質の中から作用するべき物を選び出さなければならない。
また、反応で余分な物を作り出してしまうと周囲に悪影響を及ぼしかねないので、ある基質に対して起こす反応は決まっていなければならない。
酵素は生体内の化学反応を秩序立てて進めるために、このように高度な基質選択性と反応選択性を持つ。
さらにアロステリズム、阻害などによって化学反応の進行を周りから制御される機構を備えた酵素もある。
それらの選択性や制御性を持つことで、酵素は渾然とした細胞内で必要なときに必要な原料を選択し、目的の生成物だけを産生するのである。
このように、細胞よりも小さいスケールで組織的な作用をするのが酵素の役割である。
人間が有史以前から利用していた発酵も細胞内外で起こる酵素反応によって行われる。
qas: question: 生命現象をつくる代謝経路でいろいろな化合物が無秩序に反応してしまっては生命活動は維持できないので、酵素は生体内の物質の中から作用するべき物を選び出さなければならない。このような酵素の特徴を何と言いますか?
answers: text: 基質選択性

question: 酵素が生体内の物質の中から作用するべき物を選び出すが、その化学反応で余分な物を作り出してしまうと周囲に悪影響を及ぼしかねないので、ある基質に対して起こす反応は決まっていなければならない。このような酵素の特徴を何と言いますか?
answers: text: 反応選択性

question: 酵素は細胞よりも小さい規模でどういった作用をする役割をしているの?
answers: text: 組織的な作用

context: 最初に発見された酵素はジアスターゼ(アミラーゼ)であり、1833年にA・パヤンとJ・F・ペルソ(JeanFrancoisPersoz)によるものである。
彼らは麦芽の無細胞抽出液によるでんぷんの糖化を発見し、生命(細胞)が存在しなくても、発酵のプロセスの一部が進行することを初めて発見した。
酵素の命名法の一部である語尾の「-ase」はジアスターゼ(diastase)が由来となっている。
また、1836年にはT・シュワンによって、胃液中からタンパク質分解酵素のペプシンが発見・命名されている。
この頃の酵素は生体から抽出されたまま、実体不明の因子として分離・発見されている。
「酵素(enzyme)」という語は酵母の中(inyeast)という意味のギリシア語の"ενζυμη"(enzymi)に由来し、1876年にドイツのウィルヘルム・キューネによって命名された。
qas: question: A・パヤンとJ・F・ペルソが麦芽の無細胞抽出液によるでんぷんの糖化を発見し、生命(細胞)が存在しなくても、発酵のプロセスの一部が進行することを初めて発見した。この時見つかった最初の酵素は何?
answers: text: ジアスターゼ

question: ジアスターゼ(アミラーゼ)が発見された3年後にペプシンが発見されました。見つけたのは誰ですか?
answers: text: T・シュワン

question: 「酵素(enzyme)」という名前を考え出した人は誰?
answers: text: ウィルヘルム・キューネ

question: 2番目に発見された酵素は何ですか?
answers: text: ペプシン

context: しかし、酵素は生物から抽出するしか方法がなく、微生物と同様に加熱すると失活する性質を持っていたので、その現象は酵素が引き起こしているのか、それとも目に見えない生命(細胞)が混入して引き起こしているのかを区別することは困難であった。
したがって、酵素が生化学反応を起こすという考え方はすぐには受け入れられなかった。
当時のヨーロッパの学会では、酵素の存在を否定するパスツールらの生気説派と酵素の存在を認めるユストゥス・フォン・リービッヒらの発酵素説派とに分かれて論争が続いた。
最終的には、1896年にエドゥアルト・ブフナーが酵母の無細胞抽出物を用いてアルコール発酵を達成したことによって生気説は完全に否定され、酵素の存在が認知された。
qas: question: 酵素の性質は微生物と同様にどうすると失活してしまうの?
answers: text: 加熱

question: 後に完全に否定されることになる生気説派の代表的な人物の名前は何?
answers: text: パスツール

question: 当時のヨーロッパの学会では、酵素の存在有無をめぐって生気説派と発酵素説派の論争が続いていたが、最終的に認知されたのはどちらですか?
answers: text: 発酵素説派

question: エドゥアルト・ブフナーが酵母の無細胞抽出物を用いてアルコール発酵を達成したのは何年の事ですか?
answers: text: 1896年

context: 上述したように、19世紀後半にはまだ酵素は生物から抽出される実体不明の因子と考えられていたが、酵素の性質に関する研究は進んだ。
その研究の早い段階で、酵素の特徴として基質特異性と反応特異性が認識されていた。
これを概念モデルとして集大成したのが、1894年にドイツのエミール・フィッシャーが発表した鍵と鍵穴説である。
これは、基質の形状と酵素のある部分の形状が鍵と鍵穴の関係にあり、形の似ていない物質は触媒されない、と酵素の特徴を概念的に表した説である。
現在でも酵素の反応素過程のモデルとして十分に通用する。
ただし、フィッシャーはこのモデルの実体が何であるかについては科学的な実証を行っていない。
qas: question: 酵素の特徴である基質特異性と反応特異性を概念モデルとして集大成したものを何説と言いますか?
answers: text: 鍵と鍵穴説

question: 鍵と鍵穴説が発表されたのはいつ?
answers: text: 1894年

question: 基質の形状と酵素のある部分の形状が鍵と鍵穴の関係にあり、形の似ていない物質は触媒されない、と酵素の特徴を概念的に表した説を発表したのは誰でしょう?
answers: text: エミール・フィッシャー

context: 1926年にジェームズ・サムナーがナタマメウレアーゼの結晶化に成功し、初めて酵素の実体を発見した。
サムナーは自らが発見した酵素ウレアーゼはタンパク質であると実験結果と共に提唱したが、当時サムナーが研究後進国の米国で研究していたこともあり、酵素の実体がタンパク質であるという事実はなかなか認められなかった。
その後、タンパク質からなる酵素の存在がジョン・ノースロップとウェンデル・スタンレーによって証明され、酵素の実体がタンパク質であるということが広く認められるようになった。
qas: question: 初めて酵素の実体を発見できたのは、何の結晶化に成功したから?
answers: text: ナタマメウレアーゼ

question: 酵素の実体がタンパク質であると最も早く提唱した人物は誰でしょう?
answers: text: サムナー

question: タンパク質からなる酵素の存在を証明した人物が2人います。
ウェンデル・スタンレーともう1人は何と言う名の人物ですか?
answers: text: ジョン・ノースロップ

context: 20世紀後半になると、X線回折を初めとした生体分子の分離・分析技術が向上し、生命現象を分子の構造が引き起す機能として理解する分子生物学と、細胞内の現象を細胞小器官の機能とそれに関係する生体分子の挙動として理解する細胞生物学が成立した。
これらの学問によってさらに酵素研究が進展する。
すなわち、酵素の機能や性質が、酵素や酵素を形成するタンパク質の構造やそのコンホメーション変化によって説明付けられるようになった。
qas: question: 酵素研究を進展させた学問は分子生物学ともう1つは何?
answers: text: 細胞生物学

question: 生命現象を分子の構造が引き起す機能として理解する学問名は何なの?
answers: text: 分子生物学

context: 酵素の機能がタンパク質の構造に起因するものであれば、何らかの酵素に適した構造をもつものは酵素としての機能を発現しうると考えることができる。
実際に、1986年にはトーマス・チェックらが、タンパク質以外で初めて酵素作用を示す物質(リボザイム)を発見している。
今日においては、この酵素の構造論と機能論に基づいて人工的な触媒作用を持つ超分子(人工酵素)を設計し開発する研究も進められている。
qas: question: タンパク質以外で酵素作用を示す物質を初めて発見したのはいつですか?
answers: text: 1986年

question: リボザイムを発見したのは誰だといわれていますか?
answers: text: トーマス・チェック

question: 酵素の構造論と機能論に基づく人工的な触媒作用を持つ超分子を何と言うの?
answers: text: 人工酵素

context: RNAを除いて、酵素はタンパク質から構成されるが、タンパク質だけで構成される場合もあれば、非タンパク質性の構成要素(補因子)を含む場合(複合タンパク質)もある。
酵素が複合タンパク質の場合、補因子と結合していないと活性が発現しない。
このとき、補因子と結合していないタンパク質をアポ酵素、アポ酵素と補因子とが結合した酵素をホロ酵素という。
以下では、特に断らない限り、タンパク質以外の、金属を組み込んでいない有機化合物を単に有機化合物と呼称する。
qas: question: 酵素の中で、タンパク質以外の構成要素を含む場合のタンパク質を何と呼んでいるか?
answers: text: 複合タンパク質

question: 非タンパク質性の構成要素である補因子と結合していないタンパク質を何と言うの?
answers: text: アポ酵素

question: ホロ酵素はアポ酵素と何が結合した酵素のことを指しますか?
answers: text: 補因子

context: 酵素は実生活の色々な場面で応用されている。
1つは酵素自体を利用するもので、代表的な分野として食品加工業が挙げられる。
もう1つは生体がもつ酵素を観測・制御するもので、代表的な分野として医療・製薬業が挙げられる。
人間は有史以前から、保存食などを作り出すために発酵を利用してきた。
たとえば、味噌や醤油、酒などの発酵食品の製造には、伝統的に麹や麦芽などの生物を利用してきた。
蒸米や蒸麦に種麹を与え、40時間ほどおくと麹菌が増殖し、米麹や麦麹となるが、こうした麹には各種の酵素、プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼなどが蓄積される。
発酵とは、これらの酵素が、食品中のタンパク質をペプチドやアミノ酸へと分解して旨味となり、炭水化物を乳酸菌や酵母が利用できる糖へと分解し甘味となり、独特の風味となっていく。
qas: question: 生体がもつ酵素を観測・制御することを実生活で応用した分野は何ですか?
answers: text: 医療・製薬業

question: 酵素自体を利用し保存食等を作るのに用いられている方法は何?
answers: text: 発酵

question: 蒸米や蒸麦に種麹を与えた後、麹菌が増えてくるのには何時間ほどかかるの?
answers: text: 40時間ほど

question: 発酵させることで食品に旨味や甘味が出て独特の風味が生じる食品を何と言いますか?
answers: text: 発酵食品

context: 今日では、酵素の実体や機能の詳細が判明したので、発酵食品であっても生物を使わずに酵素自体を作用させて製造することもあり、酵素を使って食品の性質を意図したように変化させることが可能になっている。
酵素反応は、一般に流通している加工食品の多くにおいて製造工程中に利用されているほか、でん粉を原料とした各種糖類の製造にも用いられている。
また、果汁の清澄化や苦味除去、肉の軟化といった品質改良や、リゾチームによる日持ち向上などにも用いられている。
最初に発見された酵素であるジアスターゼはアミラーゼの一種であり、消化剤として用いられる。
qas: question: 発酵食品以外で酵素反応を取り入れている食品は何ですか?
answers: text: 加工食品

question: 加工食品の日持ちを向上させるのに利用されている酵素は何ですか?
answers: text: リゾチーム

question: 消化剤に利用されている酵素は何?
answers: text: ジアスターゼ

question: 加工食品における酵素反応の利用で、果汁においては甘味を強化させるためにどうしていますか?
answers: text: 苦味除去

context: パンクレアチンは牛や豚の膵臓から、キモトリプシンとトリプシン(牛)、パンクレリパーゼ(豚)は医薬品として、ブロメライン(パイナップル)やパパイン(パパイヤ)はタンパク質消化を助ける健康食品としてよく用いられる。
酵素を含む消化酵素剤が、指定医薬部外品や第2類医薬品として販売されている。
高峰譲吉が小麦の皮フスマから発酵培養させたデンプン分解酵素のタカヂアスターゼも、配合される酵素のひとつである。
消化酵素剤が病院で処方されることもあり、体内の消化酵素不足による消化器症状や血流、皮膚症状を起こしている状態を改善することが目的である。
消化酵素剤は膵臓の病気による酵素不足のために医療として用いられ有効である。
一方では、NIKKEISTYLEに掲載された近畿大学農学部准教授の有路昌彦の意見では、経口で酵素を摂取しても消化されるので効能が得られる科学的根拠はない。
qas: question: タンパク質消化を助ける健康食品としてよく用いられる酵素で、パパイヤに含まれているものは何?
answers: text: パパイン

question: 医薬品に利用される酵素の中で、豚に含まれているものは何?
answers: text: パンクレリパーゼ

question: 消化酵素剤に配合される酵素の1つで、高峰譲吉が培養させた酵素は何かな?
answers: text: タカヂアスターゼ

question: 消化酵素剤が医療で必要となるのは、何の病気によって酵素不足が生じるためでしょうか?
answers: text: 膵臓

context: 今日では、洗剤や化粧品などの日用品に高い付加価値を付けるために酵素が利用される場合が多い。
たとえば洗濯の場合、汗しみや食べ物しみは石鹸だけでは落としにくい。
単純な油しみと違って固形物であるタンパク質を含んでおり、しみ成分が固形分と絡まって衣類の繊維に強く接着しているので、界面活性剤だけで洗濯しても汚れを落としきれない。
そこで、タンパク質を分解する酵素であるプロテアーゼを含んだ酵素入り洗剤が広く利用されている。
ただし、通常のプロテアーゼは石鹸が溶けたアルカリ性領域では作用しないので、アルカリ性領域で良好に作用する(至適pHを持つ)アルカリプロテアーゼが利用されている。
アルカリプロテアーゼは、1947年にオッテセン(M.Ottesen)らが好アルカリ菌から発見した。
今日ではアルカリプロテアーゼは酵素入り洗剤用に大量生産されており、工業製品として生産されるプロテアーゼの60%以上を占めるようになっている。
qas: question: アルカリ性領域で良好に作用するタンパク質分解酵素は何ですか?
answers: text: アルカリプロテアーゼ

question: 工業製品として生産されるプロテアーゼの中で最も多くの含有率を占める酵素は何?
answers: text: アルカリプロテアーゼ