ミカエリス・メンテンの式に従う酵素反応において、ミカエリス定数が 0.60 nM、基質濃度が300 nMのときの反応初速度は 0.30 nM/min であった。表は、この測定時と同じ条件で基質濃度を変化させたときの反応初速度をまとめたものである。表の㋐、㋑、㋒に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

㋐　㋑　㋒
1. 0.15　0.20　0.30
2. 0.15　0.20　3.0
3. 0.15　0.30　0.30
4. 0.30　0.20　3.0
5. 0.30　0.30　3.0

　解 説　　　　　

ミカエリス・メンテンの式なので、v = (v_max ・[S])/(Km + [S]) を思い出します。Km は、V_max の半分になる時の基質濃度を表します。

㋐ ですが
ミカエリス定数と等しい基質濃度なので、V_max の半分です。基質濃度が 300 μM の時の 0.30 μM/min が、ほぼ V_max と考えて良いです。㋐ は、0.30 の半分である 0.15 です。 正解は 1 ~ 3 です。

次に、㋒ の方がわかりやすいため、そちらに注目します。基質濃度が 3mM ということは、とんでもなく基質濃度いっぱいです。とはいえ、飽和したら基質濃度がどんなに大きくても、反応速度はほぼ変わらないため、0.30μM/min と考えられます。これにより、正解は 1 or 3 です。

すると、㋑ ですが
1.2 μM は、ミカエリス定数の２倍なので、上に凸の曲線をイメージすれば、まだ飽和はしていないと考えられます。よって 0.15 より大きく、0.30 より小さい値が入ります。選択肢より、0.20 です。

以上より、正解は 1 です。

ヒト生体内のpH 調節に関する次の記述の ㋐、㋑、㋒ に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

「リン酸（H₃PO₄）は、三つの pKa 値（pK₁ = 2.1、pK₂ = 7.2、pK₃ = 12.3）を有する弱い多塩基酸である。リン酸塩緩衝系は細胞内液の pH を中性付近に維持する主たる緩衝系を担い、一般的に、細胞内では ㋐ イオンと ㋑ イオンがほぼ等量存在する。一方、血液の pH は主に炭酸水素塩緩衝系によって pH 7.4 に保たれているが、 ㋒による緩衝作用も重要である。」

　解 説　　　　　

㋐、㋑ ですが
pH = pKa の時、イオン形と分子形が等しい量存在します。H₃PO₄ と H₂PO₄^– が同量存在するのが pH = 2.1 の時です。H₂PO₄^–と HPO₄^2- が同量存在するのが pH = 7.2 の時です。HPO₄^2- と PO₄^3- が同量存在するのが pH = 12.3 の時です。pH ほぼ中性付近という記述から、H₂PO₄^–と HPO₄^2- がほぼ同量存在です。正解は 4 or 5 です。

㋒ ですが
血しょう緩衝系として、重炭酸系の他、ヘモグロビン系やタンパク質系が知られています。㋒ は「タンパク質」です。

以上より、正解は 4 です。

糖タンパク質に関する次の記述の㋐、㋑、㋒に当てはまるものの組合せとして最も妥当なのはどれか。

「細胞表面に現れる膜タンパク質や分泌タンパク質には、 ㋐ 残基側鎖のアミド基に結合した Nー結合型糖鎖を持つ糖タンパク質がある。Nー結合型糖鎖の付加反応は、 ㋑ において14個の糖から成る前駆体オリゴ糖が付加されることで始まる。一方、セリン残基あるいは ㋒ 残基側鎖のヒドロキシ基に結合した Oー結合型糖鎖を持つものもある。」

　　㋐　㋑　㋒
1．アスパラギン　ゴルジ体　　チロシン
2．アスパラギン　ゴルジ体　　トレオニン
3．アスパラギン　粗面小胞体　トレオニン
4．グルタミン　　ゴルジ体　　チロシン
5．グルタミン　　粗面小胞体　トレオニン

　解 説　　　　　

㋐、㋒ ですが
Nー結合型糖鎖は「アスパラギン」です。Oー結合型糖鎖は「セリン or トレオニン」です。よって、正解は 2 or 3 です。

㋑ ですが
タンパク質フォールディングの後、ゴルジ体へ輸送されて本格的に修飾されます。前駆体オリゴ糖は小胞体で付加されます。㋑は「粗面小胞体」です。

以上より、正解は 3 です。
参考　生化学　５－１　３）

DNA 複製に関する記述㋐〜㋓のうち妥当なもののみを挙げているのはどれか。

㋐　ヒト染色体は複数のレプリコンに分かれているが、大腸菌の染色体は1 個のレプリコンである。
㋑　複製フォークの前方に正の超らせん構造が生じるが、DNA ヘリカーゼが DNA 鎖に切れ目を入れてこれを解きほぐす。
㋒　ラギング鎖の複製の際にはプライマーRNA が必要であるが、リーディング鎖の複製にはプライマーRNA は必要ない。
㋓　ラギング鎖の複製の際には岡崎フラグメントが合成されるが、その長さは大腸菌とヒトで異なる。

1．㋐、㋑
2．㋐、㋓
3．㋑、㋒
4．㋑、㋓
5．㋒、㋓

　解 説　　　　　

㋐ は妥当な記述です。
レプリコンとは、連続的に複製される遺伝物質の構造単位のことです。ヒト染色体は 複数あるため、「複数のレプリコン」です。大腸菌は環状 DNA を有します。環状 DNA は １つの大腸菌に 1 個なので「１個のレプリコン」です。

㋑ ですが
超らせん構造を解消するのは、DNA「トポイソメラーゼ」の一種である「ジャイレース」です。「ヘリカーゼ」は、「２本鎖をほどく」酵素です。よって、㋑ は誤りです。

㋒ ですが
リーディング鎖にもプライマーは必要です。よって、㋒ は誤りです。
ちなみに、「複製」なので、合成されるのは 「DNA」 ですが、プライマーは、プライマー「RNA」で正しい記述です。

㋓ は妥当な記述です。

以上より、正解は 2 です。

核酸とその関連する化合物に関する記述 ㋐〜㋓ のうち妥当なもののみを全て挙げているのはどれか。

㋐　アデノシンは RNA の構成成分であり、アデノシン三リン酸は生体内の高エネルギー反応におけるエネルギー供与体として働く。

㋑　グアノシン三リン酸は、細胞内の情報伝達に重要な働きを示すG タンパク質の活性化に深く関わっている。

㋒　DNA 鎖上において、シトシンの脱メチル化反応でウラシルが生じるが、ウラシルは本来DNA 鎖上に存在しないため容易に変異が識別される。

㋓　二つの隣接したチミンは紫外線によってチミンダイマーを形成するが、これは紫外線によるDNA 損傷の主なものである。

1．㋐、㋑
2．㋐、㋑、㋓
3．㋐、㋒
4．㋑、㋒、㋓
5．㋒、㋓

　解 説　　　　　

㋐ は妥当な記述です。
アデノシン＝アデニン＋リボースです。

㋑ は妥当な記述です。
G タンパク質とは、GTP 結合タンパク質のことです。GTP が「グアノシン三リン酸」です。

㋒ ですが
シトシンの脱「アミノ化」です。脱メチルではありません。その他の記述は妥当です。よって、㋒ は誤りです。

㋓ は妥当な記述です。

以上より、正解は 2 です。

種々の遺伝子ファミリーの代表的な性質に関する記述㋐、㋑、㋒のうち妥当なもののみを全て挙げているのはどれか。

㋐　Cdk ファミリーは、細胞周期に関わるアセチル化酵素であり、細胞周期特異的に遺伝子発現が変化する。
㋑　シトクロム P450 ファミリーは、モノオキシゲナーゼであり、肝臓において薬物代謝に働く。
㋒　免疫グロブリンスーパーファミリーは、免疫グロブリン様ドメインを持ち、このドメインを
介して他の分子と相互作用する。

1．㋐、㋑
2．㋐、㋑、㋒
3．㋐、㋒
4．㋑、㋒
5．㋒

　解 説　　　　　

㋐ ですが
Cdkファミリーとは、サイクリン依存性キナーゼファミリーです。セリン/スレオニンキナーゼです。アセチル化酵素ではありません。よって、㋐ は誤りです。

㋑、㋒ は妥当な記述です。

以上より、正解は 4 です。