【第34回(2020年)管理栄養士国家試験過去問解答・解説】問20 人体「生体エネルギーと酵素」

生体エネルギーと酵素に関する記述である。最も適当なのはどれか。1つ選べ。

(1)クレアチンリン酸は、ATPの加水分解に用いられる。
(2)酸化的リン酸化によるATP合成は、細胞質ゾルで行われる。
(3)脱共役たんぱく質(UCP)は、ミトコンドリア内膜に存在する。
(4)アイソザイムは、同じ一次構造をもつ。
(5)酵素は、触媒する化学反応の活性化エネルギーを増大させる。

正解:3

【解説】
1=×

2=×:酸化的リン酸化=ATP合成は、細胞質ゾルではなく、ミトコンドリアのマトリックスで行われます。

細胞質ゾルとは、細胞質の内側の空間(内腔)で、細胞質ゾルの中にミトコンドリアがあります。

ミトコンドリアがエネルギーを産むという話は聞いたことがあるかもしれません。

このエネルギーとはATP合成のことですから、ATP合成はミトコンドリア、もっといえばミトコンドリアのマトリックスで行われますので、この選択肢は誤りです。

ATP合成の場所やクエン酸回路がどこにあるかという知識も国試で定番の出題です。

3=○:脱共役たんぱく質とは、ミトコンドリアの内膜にあるたんぱく質です。

共役とは、平たくいえば、結合です。

ミトコンドリアの膜間腔にある水素イオンの濃度が高くなると、膜間腔に比べてミトコンドリアのマトリックス内は水素イオン濃度が薄い状態となります。

この濃度の高い低いが濃度勾配です。

濃度は高い方から低い方へと移動しますから、水素イオンはミトコンドリアのマトリックス内に取り込まれます。

水素イオンがミトコンドリアの内膜にある複合体(ATP合成酵素)を経てマトリックスに入る際に、ADPとリン酸からATPが合成されます。

このADPとリン酸の結合によるATP合成を酸化的リン酸化といいます。

そして、このADPとリン酸の結合を指して共役と呼んでいるのです。

脱共役するたんぱく質とは、“共役自体は阻害しないが、共役を起こさせないように脱する役割をもつたんぱく質”というような意味です。

脱共役たんぱく質は、複合体と同様にミトコンドリアの内膜にあり、水素イオンが複合体ではなく脱共役たんぱく質を経由すると、ATP合成ではなく、熱が産生されます。

複合体自体は阻害しないけど、複合体以外の道筋を用意して、ATP合成ではなく、熱産生に導くので、“脱共役”ということです。

4=×

5=×

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