多くの化学反応の速度は、基質濃度の増加に伴って上昇する。単一基質の不可逆的酵素反応では、基質濃度が増加すると酵素反応速度は増加し、最大値に漸近する。

ミカエリス–メンテン式

基質による酵素反応の飽和現象に基づき、ドイツの生化学者レオノール・ミカエリスおよびカナダの医師モード・メンテンにより「中間体（中間生成物）」の概念が提唱された。すなわち、酵素（E）が基質（S）と結合して不安定な中間体／複合体（ES）を形成し、その後、生成物（P）と遊離酵素（E）を生じる。

反応速度と基質濃度の関係は本理論により導出され、すなわちミカエリス–メンテン式として表される：
ν = d[P]/dt = V_max[S]/(Km+[S])

本式は、酵素反応速度に影響を及ぼす各種要因の基礎的な反応速度論（キネティクス）を検討するための式である。式中、vは反応速度および酵素活性を示す。[S]は基質濃度、V_maxは最大反応速度、Kmはミカエリス定数であり、Km= (k_-1+k₂) / k₁で表される。ミカエリス定数の値は、酵素反応速度が最大反応速度の半分となるときの基質濃度に等しい。Kmは酵素に固有の特性定数である。速度定数k_-1がk₂より十分に大きい場合、Kmは複合体（ES）の解離定数に近似される。したがって、Kmは酵素の基質に対する親和性を表す指標となる。Kmが高いほどEとSの親和性は低く、Kmが低いほど親和性は高いことを示す。

酵素反応に対する基質の飽和

図1．基質濃度と反応速度の関係を示す、酵素反応におけるミカエリス–メンテン飽和曲線。

酵素濃度が一定の場合、基質濃度と反応速度の関係は矩形双曲線となる。基質濃度が低い領域では、反応速度の増加は基質濃度の増加に比例する。その後、基質濃度の上昇に伴い、反応速度の増加は徐々に減少する。最終的に、基質濃度が一定量に達すると反応速度は最大に到達し、以後は基質濃度を増加させても反応速度は増加しない。

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