酵素とタンパク質の違いとは

酵素とタンパク質の大きな違いは、酵素が生体触媒であるのに対し、タンパク質は構造の形成、輸送、触媒作用、生体プロセスの調節に関与することができる点である。

酵素とタンパク質は、体内に存在する2種類の生体分子で、体内の重要な機能を担っています。 酵素はタンパク質の一種であり、タンパク質は体内に存在する4種類の高分子のうちの1つです。

Key Areas Covered

1. 酵素とは何か＜7210＞-定義、構造、体内での役割＜7210＞2． タンパク質とは何か＜7210＞-定義、構造、体内での役割＜7210＞3． 酵素とタンパク質の類似点＜7210＞-共通点の概要＜7210＞4． 酵素とタンパク質の違いは何か
-主な違いの比較

主要用語

酵素、球状タンパク質、タンパク質、タンパク質合成、酵素の制御、構造タンパク質

酵素とは

酵素とは生物触媒として働く球状のタンパク質であり、酵素は、そのような生物触媒として機能します。 酵素は、代替経路を経由して反応を遂行することにより、反応の活性化エネルギーを減少させ、さまざまな生物学的反応を触媒します。 これにより、最終的に反応速度が向上する。 重要なのは、酵素は酵素に結合する分子に対して高い特異性を示すことである。 酵素の不活性型はアポ酵素と呼ばれ、補酵素が結合することにより活性化される。 活性化された酵素はホロ酵素と呼ばれる。 酵素の活性部位に基質が結合する。

図1 グルコシダーゼ酵素の作用

体内のほとんどの酵素は、温度やpHなどの生理的条件下で働いている。 高温や好ましくないpH条件下では、酵素は活性部位の形状を変化させて不活性化される。 このプロセスを酵素変性という。 酵素の機能は3つの方法で制御できる：

• 酵素の発現と分解を制御することにより酵素の濃度を制御する方法；
• 生成物の生産、区画化、分解を制御することにより基質の利用可能性を制御する方法；
• 阻害剤の結合または酵素構造の共有結合修飾により酵素の活性を制御する方法である。

酵素の働きは、代謝や消化を含む生体のさまざまな生物学的プロセスにおいて不可欠です。 消化の際には、腸から分泌される酵素が大きな分子を吸収しやすい小さな分子に分解する。

タンパク質とは

タンパク質は、体内に存在する4種類の生体高分子のうちの1つである。 これは、一連のアミノ酸から構成されています。 特定のタンパク質のアミノ酸配列は、対応する遺伝子にコード化された情報によって決定される。 タンパク質が作られる過程はタンパク質合成と呼ばれ、転写と翻訳の2つのステップを経て行われる。 アミノ酸同士をつなぐ結合はペプチド結合である。 合成されたポリペプチド鎖は、αヘリックスやβシートなどの二次構造、球状タンパク質や糸状タンパク質などの三次構造、あるいはタンパク質サブユニットが集まってタンパク質の四次構造を形成する

図2：タンパク質の構造

タンパク質は体内で様々な機能を果たしている。 筋肉、軟骨、毛髪、爪、細胞膜成分などの構造物の形成に関与している。 ほとんどの球状タンパク質は、酵素、ホルモン、血液中の輸送タンパク質として機能する。 また、抗体と呼ばれる球状タンパク質は、免疫系の重要な分子として機能します。

酵素とタンパク質の類似性

• 酵素とタンパク質は、体内で見られる2種類の生体分子で、
• 両方とも一連のアミノ酸から構成されています。

酵素とタンパク質の違い

定義

酵素とは、特定の生化学反応を引き起こす触媒として働く、生物によって生成される物質を指し、タンパク質とは、窒素系有機化合物のクラスのいずれかを指し、アミノ酸の一つ以上の長い鎖からなる大きな分子を持っており、すべての生物、特に筋肉、髪などの身体組織の構造成分として必須の部分となっている。 また、酵素や抗体としても利用されている。 2032>

Significance

ただし、酵素はタンパク質の一種であるのに対し、タンパク質は体内の高分子の一種です。

Structure

酵素とタンパク質のもう一つの違いは、酵素が球状のタンパク質であるのに対し、タンパク質は球状または繊維状のタンパク質であるという点です。

分類

酵素は機能に基づいて分類され、タンパク質は化学組成に基づいて分類されます。

機能

酵素の主な機能は、生化学反応を触媒することで、タンパク質は構造を形成して生化学反応を触媒し、生体プロセスを制御することです。 この点も酵素とタンパク質の大きな違いです。

結論

酵素は生物学的触媒として機能する球状タンパク質の一種である。 特定の生体反応の活性化エネルギーを低下させ、反応速度を増加させる。 一方、タンパク質は体内の主要な4種類の高分子の1つで、構造的な役割と機能的な役割を担っています。 酵素、ホルモン、あるいは抗体として作用する。 これが、酵素とタンパク質の基本的な違いです。

参考文献：

1. カストロ，ジョセフ． “酵素はどのように働くのか？” LiveScience, Purch, 26 Apr. 2014, Available Here
2. “What Are Proteins and What Do They Do？”タンパク質とは何か？ – Genetics Home Reference – NIH”. U.S. National Library of Medicine, National Institutes of Health, Available Here

Image Courtesy:

1. 「グルコシダーゼ酵素” By Thomas Shafee – 自作 (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. “Main protein structure levels en” By LadyofHats – 取得できたものを元に自作しました。 (パブリックドメイン) via Commons Wikimedia