69AM032｜第69回 臨床検査技師国家試験 過去問

正答

4（Km値は反応速度がVmaxの1/2を示す基質濃度である）、5（終点分析法による基質測定にはVmaxが大きい酵素を使用する）

この問題のポイント

Michaelis-Menten式を基質濃度が低い場合・高い場合・Michaelis定数〈Km〉と等しい場合に分け、基質定量法へ応用する問題です。

解説

最大反応速度をVmax、基質濃度を［S］とすると、単一基質の単純な酵素反応の初速度vはv＝Vmax［S］／（Km＋［S］）で表されます。［S］がKmより十分低いと分母はほぼKmとなり、vは［S］に比例するため基質について一次反応です。反対にKm≪［S］、すなわち基質が十分多いと酵素の活性部位が飽和し、vはVmaxに近づいて［S］に依存しない零次反応になります。式へ［S］＝Kmを代入するとv＝Vmax/2となるため、Kmは半最大速度を与える基質濃度です。また単純系ではKmが小さいほど低い基質濃度で半最大速度に達し、酵素と基質の見かけの親和性が高いと解釈します。基質濃度を初速度から測る場合は速度が［S］に依存する一次反応領域を使います。一方、終点分析法では測定対象の基質を一定時間内にほぼ完全に生成物へ変える必要があるため、酵素を過剰に加え、Vmaxが大きい反応条件を選びます。

選択肢の確認

1．誤り。Km≪［S］では基質が酵素を飽和させ、速度はVmaxへ近づくため、一次反応ではなく零次反応に近似します。
2．誤り。基質濃度［S］を初速度から定量するには、反応速度が［S］に比例する一次反応領域を利用します。零次領域では［S］が変わっても速度がほぼ変わりません。
3．誤り。単純なMichaelis-Menten反応ではKmが小さいほど低い［S］でVmax/2へ達するので、基質に対する見かけの親和性は大きいと考えます。
4．正しい。式に［S］＝Kmを代入するとv＝Vmax・Km／（Km＋Km）＝Vmax/2となります。
5．正しい。終点分析では基質を短時間で完全に反応させる必要があるため、十分量の酵素を用いてVmaxを大きくします。

覚えるポイント

• ［S］≪Kmでは一次反応、［S］≫Kmでは零次反応になる。
• ［S］＝Kmのときv＝Vmax/2である。
• 基質の初速度法は一次領域、終点法は基質を完全消費できる大きなVmaxを利用する。