生化学

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生化学は、生命現象を分子と化学反応の観点から研究する分野である。

主要な生体分子

タンパク質、核酸、糖質、脂質などが主要な研究対象である。構造と機能、合成と分解の経路を調べる。

生体内で起こる一連の化学反応を代謝という。エネルギーを得る分解系と、生体物質を作る合成系が協調して働く。

酵素は反応を選択的に促進する。DNAに保存された情報はRNAやタンパク質の合成と関係し、化学反応のネットワークとして生命活動を支える。

生体の反応も化学の法則に従い、自由エネルギーが増える反応を単独で進めることはできない。ATPの加水分解などと反応を結合し、全体の自由エネルギー変化を負にすることで合成や輸送を進める。ATPの特定の結合を切るだけでエネルギーが出るわけではなく、生成物の安定化を含む反応全体で考える。

単純なミカエリス・メンテン型反応ではv=Vmax[S]/(Km+[S])となる。[S]=Kmならv=Vmax/2、[S]が非常に大きければVmaxへ近づく。基質を増やしても酵素の処理能力には上限がある。Kmを常に結合の強さだけと同一視できるわけではなく、機構と速度定数に依存する。

DNAの配列、RNAへの転写、タンパク質の合成、分子の修飾や局在、代謝の流れは異なる段階で調節される。遺伝子の発現量だけから酵素活性や反応速度を一意に決めることはできない。試験管内の測定と細胞内の現象でも、濃度、pH、区画化、相互作用相手が異なるため、条件の確認が必要になる。

[S]=3Kmなら、この単純モデルで速度はVmaxの何倍か。

解答と考え方を見る

3/(1+3)=3/4倍。基質濃度をKmから3Kmへ3倍にしても、速度は1/2から3/4へ1.5倍になるだけ。

資料確認日：2026-10-12。