ある酵素のKm値が2 mmol/Lであるとき、最大反応速度〈Vmax〉の98%を得るための基質終濃度[mmol/L]に最も近いのはどれか。
ただし、Michaelis-Mentenの式 v = Vmax・[S]/(Km+[S]) が適用される。
正答3
解説
正解は3です。
Michaelis-Mentenの式に v = 0.98 Vmax を代入し、基質濃度[S]を求める計算問題です。
【計算】
0.98 Vmax = Vmax・[S] ÷(Km + [S])とおきます。
両辺をVmaxで割ると、0.98(Km + [S])= [S] です。
整理すると、0.98 Km = 0.02 [S] となります。
[S] = 0.98 ÷ 0.02 × Km = 49 Km です。
Km = 2 mmol/L を代入すると、[S] = 49 × 2 = 98 mmol/L です。
したがって、最も近いのは100 mmol/Lです。
【選択肢別解説】
1:× 25 mmol/Lでは、v = 25 ÷ 27 ≒ 0.93 Vmax で、約93%にとどまります。
2:× 50 mmol/Lでは、v = 50 ÷ 52 ≒ 0.96 Vmax で、約96%です。
3:○ 100 mmol/Lでは、v = 100 ÷ 102 ≒ 0.98 Vmax となり、98%にほぼ一致します。
4:× 200 mmol/Lでは、v = 200 ÷ 202 ≒ 0.99 Vmax で、約99%になり98%を超えます。
5:× 400 mmol/Lでは、v = 400 ÷ 402 ≒ 0.995 Vmax で、約99.5%となり98%を超えます。
必要な基質濃度(約98 mmol/L)の約4倍で、最も近い値ではありません。
【ポイント】
Vmaxの90%を得るには9 Km、98%を得るには49 Kmの基質濃度が必要です。
酵素活性測定では、基質濃度を十分高くして反応速度をほぼVmaxに近づけ、0次反応の条件で測定します。