酵素とは何ですか？

酵素は高分子生体触媒です

「酵素」という言葉は、ギリシャ語のen（中に）＋zyme（発酵）に由来します。酵素の商業利用に関する最も古い記録は、ハンムラビ法典（古代バビロニア、紀元前2100年頃）に記されたワイン製造の実践に見られます。古代の人々はすでに発酵において微生物を酵素源として利用することを学んでいました。この活動は古代バビロニアに限らず、ローマ、ギリシャ、エジプト、インド、中国などの初期文明にも広まりました。酵素のもう一つの最も古い利用例は乳製品です。人々は新鮮な牛乳を動物の複数の胃の中に一定期間保存していましたが、これには「レンネット」と呼ばれる酵素が含まれており、牛乳をチーズに変えることができます。これらは酵素が生体触媒としてどのように働くかの良い例であり、酵素が生体反応の速度を高めることを意味します。

酵素の構造

酵素は一般的にタンパク質であり、単独で、または他の酵素と大きな複合体を形成して機能します。他のすべてのタンパク質と同様に、酵素はアミノ酸が長い鎖状に並び、それが折りたたまれて特定の三次元構造を形成することで作られています。各酵素は、数百から最大で百万個のアミノ酸が数珠のように連なって構成されています。酵素の構造と機能はアミノ酸の配列によって決まります。各酵素の独自の三次元構造が、その酵素の機能を決定します。アミノ酸配列のわずかな変化でも、三次元構造や機能に明確な影響を与えることがあります。なお、酵素の中にはタンパク質ではなく、小さな触媒性リボソームヌクレオチド分子、すなわちRNAから構成されているものもごく少数存在します。

酵素の中には、何の助けもなく触媒機能を果たせるものもありますが、他の酵素は「補因子」と呼ばれる非タンパク質成分を必要とします。補因子はMg²⁺やZn²⁺などの無機イオンであったり、有機分子やメタロ有機分子（補酵素とも呼ばれる）で構成されている場合もあります。

酵素が特別な理由

酵素は数百から数百万のアミノ酸で構成される大きな分子ですが、実際に生化学反応の触媒に関与するのは酵素のごく一部であり、これを「活性部位」と呼びます。酵素の三次元構造が活性部位の形状や性質を決定します。酵素によって触媒される物質である生体基質の形状は、反応が起こる前に活性部位に正確に適合する必要があります。酵素と基質は鍵と鍵穴のようにぴったり合い、正しい形状の基質だけが酵素によって変換されます。これが酵素の作用が特異的である理由です。

ここでは、酵素の定義、分類、機能について説明し、酵素とは何かを包括的に理解できるようにしています。

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