109Q115｜第109回 薬剤師国家試験 過去問
ペニシリン耐性の黄色ブドウ球菌が発現するβ︲ラクタマーゼを精製し、反応 速度論的解析を行った。β︲ラクタマーゼの反応は以下のミカエリス・メンテン式 に従うものとする。 v = Vmax ×［S］ Km +［S］ 異なる濃度のペニシリンを含む10 mL の反応液中に1 ng のβ︲ラクタマーゼを加 え、反応生成物の量を測定したところ、ペニシリン濃度（［S］）と1 分間に生じる 反応生成物の量（v）の関係は図1 のようになった。また、ペニシリン濃度の逆数 （1/［S］）と1 分間に生じた反応生成物量の逆数（1/v）をプロットしたところ、 図2 のようになり、回帰直線の式は 1 v = 75.0 × 1 ［S］+ 15.0 であった。 図1 図2 1 分間に生じる反応生成物（v） 100 0.06 1 v ［nmol/mL・min］ 0.05 0.04 50 0.03 0.02 0.01 0 0 10 20 30 0 0.5 1 1 ［S］ ペニシリン濃度［S］（μmol/L） 以下の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。なお、測定中のペニシリン濃 度の低下は無視できるものとする。
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正解: 3・4
正答
3・4
この問題のポイント
Lineweaver-Burk式の切片1/Vmaxと傾きKm/Vmaxを、回帰式の15.0と75.0へ対応させます。
解説
1/v = (Km/Vmax)(1/［S］)＋1/Vmaxです。切片15.0からVmax = 1/15.0 = 0.0667、約0.067 nmol/mL・minです。傾き75.0からKm = 75.0×0.0667 = 5.0 μmol/Lと求まります。競合阻害ではVmaxは不変で見かけのKmが増加します。純粋な非競合阻害ではKmは不変、Vmaxが低下するため、傾きKm/Vmaxは大きくなります。
選択肢の確認
1．b︲ラクタマーゼは、酸化還元酵素である。：β-ラクタム環を加水分解する加水分解酵素です。
2．反応液中のb︲ラクタマーゼを2 ng にしても、単位時間あたりの反応生成物量 は変わらない。：酵素量を2倍にするとVmaxも2倍になり、同じ基質濃度で速度は増えます。
3．この酵素のVmax の値は0.067 nmol/mL・min（有効数字2 桁）である。：正答。y切片15.0の逆数です。
4．この反応系に競合阻害薬を加えて実験した場合、見かけ上のKm は5.0 nmol/L より大きくなる。：正答。公式画像の単位はμmol/Lで、競合阻害により5.0 μmol/Lより増大します。
5．この反応系に非競合阻害薬を加えて実験した場合、図2 の回帰直線の傾きは小 さくなる。：Vmax低下によりKm/Vmaxは大きくなるため、傾きは増します。
覚えるポイント
逆数プロットは「縦切片1/Vmax、横切片－1/Km、傾きKm/Vmax」です。