問115（生物）
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10mLの反応液中に1ng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。
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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。
1.β-ラクタマーゼは、酸化還元酵素である。
2.反応液中のβ-ラクタマーゼを2ngにしても、単位時間あたりの反応生成物量は変わらない。
3.この酵素のVmaxの値は0.067nmol/mL・min（有効数字2桁）である。
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5.0nmol/Lより大きくなる。
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。
問115の解説
1.「×」β-ラクタマーゼ（酵素：E）は、ペニシリン（基質：S）のβ-ラクタム環を加水分解して不活化させます。
2.「×」β-ラクタマーゼ（酵素：E）の量を増やしたら、単位時間あたりの反応生成物量は多くなると考えられます。
3.「〇」図２の1/vの軸と回帰直線が交差する所が、1/ Vmaxとなるので、
1/ Vmax=15 ⇔ Vmax=1/15≒0.067
（ミカエリス・メンテン式（v = Vmax ×［S］／Km +［S］）の逆数は、1/v = Km +［S］／Vmax ×［S］ ⇔ 1/v = Km／Vmax ×［S］+［S］／Vmax ×［S］⇔ 1/v = Km／Vmax ×1／［S］+1／Vmax）
4.「〇」図２の傾き＝Km／Vmaxなので、75= Km／Vmax ⇔ Km=75×Vmax=75×1/15=5
KmはVmax /2のときの基質濃度［S］なので、酵素と基質の親和性が高い程、小さくなります。
そのため、競合阻害薬を添加すると、Kmは大きくなります。
5.「×」非競合阻害薬を添加した場合、Kmは変わらず、Vmaxは小さくなるので、図2の回帰直線の傾きは大きくなる。
問115の解答：３と４
