質問: 酵素の反応速度について 温度(t)が一定という条件のもと、横軸に基質濃度(s)、縦軸に反応速度(v)とするグラフで、酵素濃度(e)を変化させた時、どんな酵素濃度でもある基質濃度の値を超えると、反応速度が一定になるというのがわかりません。その濃度に達すると、全ての酵素が酵素-基質複合体になると習ったのですが、少量の酵素量でも、大量の酵素量でも、同じ基質濃度の時に反応速度が一定になるイメージがわきません。 逆に、酵素濃度(e)を横軸において基質濃度(s)を変化させた場合は、最大速度のみ変化し、酵素濃度と速度は比例関係にあるので理解できます。 なぜ(v-s)グラフと(v-e)グラフに違いがあるのか、どなたか教えて下さい。
回答: 酵素によってすすめられる化学反応の過程は、(1)酵素が基質が結合することで酵素基質複合体ができ、(2)化学反応がおこり、(3)酵素と生成物ができる、という大まかに三つの過程にあけられます。 よって反応は、酵素と基質がまずは結合しなくてはなりません。化学反応は非常に速く起こるので、酵素に対して基質が十分にあるときには近似的には全て酵素が基質と結合している状態になります。(もちろん、実際は反応を終え、酵素だけの状態にある酵素もあるでしょうが、十分に基質があるときにはすぐさま別の酵素と結合します)故にこれ以上、反応速度は大きくなりません。 例え話としては、あるところに真面目な作業員が何人かいたとします。材料が十分にないときには一部の人だけが作業するだけで、あとの人は手を持て余してしまいます。しかし、材料が十分にあるときには、全ての作業員が作業にあたります。このとき、これ以上、材料を増やしたとしても作業人員は限られているので製造速度を上げることはできません。ここでの、作業員が酵素であり、材料が基質です。 イメージを喚起できたか自信はありませんが、参考程度にしてもらえると嬉しいです。