質問: 【100枚】酵素濃度と基質濃度による反応速度のグラフについて 高2の生物の授業でこのようなグラフが出てきたのですが、どうしても理解できません。腑に落ちないのです。 できればこちらの質問も読んでいた
回答: 補足読みました。画像が荒くて字が読み取れず、回答が一部間違っていました。以下のように加筆修正します。→ 反応速度とは、酵素反応の産物が単位時間あたりにできる量です。無理矢理たとえてみましょう。箱の中にアルファベット1文字が書いてあるカードがたくさんある。何も書いていないカードも混じってる。全速力で箱から一枚一枚取り出し、文字が書いてあれば、そのたびに君(=酵素)がそれをパソコンに入力する。単位時間あたりの文字入力数が反応速度。箱の中のカードの中で文字が書いてあるものの割合が基質濃度。ここで、どんどん基質濃度(=文字ありカードの割合)を増やしていくと少しずつ入力速度(=反応速度)は上がっていくが、だんだんどこかでそれ以上入力速度(=反応速度)を上げられない基質濃度に達する(人間にも酵素にも、それ以上速度を上げられない限界がある)(下のグラフのまっすぐになったところ。つまりそれが「最大速度」)。君(=酵素)のコピーがひとりいて同じ作業を同時にすると合計の入力スピードは2倍になる(それが下の図の実線のほう)。次に酵素量を変化させた上の図。ここでは文字のあるカードの割合は一定。その状況で酵素量をふやす(=あなたのクローンを限りなく増やしていき、同じ作業を同時にする)と、作業効率は直線的に上昇する(比例する)のは、ちょっと前のたとえ話で理解できるよね?でも、カードが500枚ありそのうち250枚が文字が書いてあるカードだとすると、君のコピーが500人になった段階でそれ以上作業効率はあがらんだろ?1000人でも5000人でも同じ。文字が書いてあろうが書いてなかろうが一回目で全部引いてしまって文字が書いてあった250人がパソコンに入力して終わり。それが上の図で、斜めの直線がいきなりx軸と平行になる点。基質濃度を半分にすると(500枚の内125枚が文字が書いてあるカード)、いくら人員をふやしても最大速度は250枚の時の半分で頭打ち。たとえ話はこれでいい?よけいにわからんかwww。 ちょっとだけ補足します。酵素と基質が接触する(段階1)ことで酵素反応は始まるが、反応中間体ができて(段階2)、反応産物を放出し(段階3)、次の基質が結合できる様になる(段階4)まで、とても短い時間ですが、タイムダグがあります(段階1終了後から4までは、どんな条件でもひとつの化学反応あたり同じ時間がかかる)。次の反応を行う(回転する、という)ために、(段階4)から(段階1)になるスピードは、基質濃度を上げるとある点でほぼゼロにできますが、その点以上に基質濃度を上げても、反応産物ができる速度は上がりません(プラトーになる。下のグラフがまっすぐになるところ。)。酵素量を倍にすると言うことは、プラトーまで基質濃度を上げた場合、反応中間体(段階2)も倍できるということ。ということでそのとき産物ができる速度も倍になります。だいたいイメージできるといいけど。