4-1 9) 酵素反応、拮抗阻害、非拮抗阻害






酵素反応とは
酵素が触媒するような反応のことです。

酵素をE、基質をS、基質-酵素複合体をES
生成物をPとして
以下の式で表されます。

E+S⇄ES→E+P



反応速度を v とした時
酵素反応は以下の式(=ミカエリス・メンテン式)で表されます。





※Kmはミカエリス定数と呼ばれます。
最大反応速度Vmaxの半分の速度になる時の基質濃度を表しています。
Kmは、酵素の基質親和性を表すと考えることができます。


すなわち
Kmが小さいならば、基質濃度が低くても
酵素と結合して反応するということなので
これをいいかえると
酵素と基質はとても結合しやすいといえるということです。

下図がイメージです。





ミカエリス・メンテン式において
両辺の逆数をとって整理すると





となります。


これを、ラインウェーバー・バークプロット(Lineweaver-Burk)と呼びます。
別名、二重逆数プロットとも呼ばれます。

横軸に 1/S ,縦軸に 1/V をとった
ラインウェーバー・バークプロットをプロットすることにより
酵素反応の詳細な分析を行うことができます。


例えば
HIVの逆転写酵素と
その基質である DNA の反応速度をまずプロットしたとします。

次に
逆転写酵素阻害剤をその系に加えた時の
反応速度を改めてプロットしたとします。


この時
阻害剤の阻害様式が拮抗阻害
すなわち酵素の同じ活性中心で
DNAも阻害剤も反応する時は
ラインウェーバー・バークプロットが 参考図 左 のようになります。
(点線が、阻害剤なしの場合です。)


一方、阻害剤の阻害様式が非拮抗阻害
すなわち酵素の違う部分において
DNA 及び阻害剤が反応する時は
ラインウェーバー・バークプロットが 参考図右 のようになります。