図1 及び図2 は、アスパラギン酸プロテアーゼ及びシステインプロテアーゼによる基…
図1 及び図2 は、アスパラギン酸プロテアーゼ及びシステインプロテアーゼによる基質加水分解の初期反応過程の模式図である。以下の記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。図1 図2基質R¹ O 基質HNN C ― R¹ OH ― HNO R² ― NO H O²H H H RO⁻ O HN ― N H S Cys エア Asp Asp イO O ウ Hisアスパラギン酸プロテアーゼ システインプロテアーゼ
- ⑴ アスパラギン酸残基アと水の相互作用は、水の酸素原子の求電子性を高めている。残基アは塩基として水からプロトンを引き抜き、水の酸素原子の求核性を高めています。求電子性ではありません。
- ⑵ アスパラギン酸残基イと基質カルボニル基の相互作用は、基質カルボニル基の求核性を高めている。残基イは酸としてカルボニル酸素に作用し、カルボニル炭素の求電子性を高めています。
- ⑶ システイン残基エのスルファニル基は、塩基として働く。システインのスルファニル基は、ヒスチジンにプロトンを渡したのち求核剤として働きます。
- ⑷ ヒスチジン残基ウとシステイン残基エの相互作用は、エのスルファニル基の求核性を高めている。ヒスチジンがスルファニル基のプロトンを受け取ることでチオラートが生じ、求核性が高まります。
- ⑸ アスパラギン酸残基アとヒスチジン残基ウは、塩基として働く。アスパラギン酸残基アは水から、ヒスチジン残基ウはシステインからプロトンを引き抜く塩基として働きます。
この問題は問題の図（写真・図・表など）を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は⑷と⑸です。アスパラギン酸プロテアーゼでは、一方のアスパラギン酸残基（ア）がカルボキシラートとして塩基となり水からプロトンを引き抜いて水の求核性を高め、もう一方（イ）はプロトンを与える酸として基質カルボニル酸素に作用し、カルボニル炭素の求電子性を高めます。システインプロテアーゼでは、ヒスチジン残基（ウ）が塩基としてシステインのスルファニル基からプロトンを引き抜き、生じたチオラートが求核剤として基質を攻撃します。図は見えないため、各残基は一般的な反応機構に基づいて説明しています。
出典：厚生労働省ホームページ（https://www.mhlw.go.jp/stf/seisakunitsuite/bunya/0000198925.html）を加工して作成