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不正解

ある酵素のKm値が2mmol/Lであるとき、最大反応速度〈Vmax〉の98%を得るための基質終濃度[mmol/L]に最も近いのはどれか。ただし、Michaelis-Mentenの式 v = (Vmax・[S]) / (Km + [S]) が適用される。

50
25
400
200
100
66国試 PM29 臨床化学
みんなの正解率:57.9%
<chatGPT>による解説
Michaelis-Menten式  
v = (Vmax × [S]) / (Km + [S])  

この式から、v = 0.98 × Vmax(=98%)となる[S](基質濃度)を求める。  
Km = 2 mmol/L と与えられているので、代入して整理する。

0.98 × Vmax = (Vmax × [S]) / (2 + [S])  
両辺から Vmax を約分すると:  
0.98 = [S] / (2 + [S])

この式を[S]について解く。両辺に (2 + [S]) をかけると:  
0.98(2 + [S]) = [S]  
0.98 × 2 + 0.98[S] = [S]  
1.96 + 0.98[S] = [S]  
1.96 = [S] - 0.98[S] = 0.02[S]  
[S] = 1.96 / 0.02 = 98

したがって、約100 mmol/Lで最大反応速度の98%が得られる。

このタイプの問題では、「Kmのn倍でVmaxの何%か」という関係を理解しておくと便利:

[S] = Km の n倍v/Vmax(反応速度の割合)
1倍(= Km)50%
9倍90%
19倍95%
49倍98%

今回のKm = 2 mmol/Lに対し、98%となるのは約50倍 → 2 × 50 = 100 mmol/L  
この考え方は選択肢の絞り込みにも使える。
※chatGPTによる解説は誤りを含む場合があります。正しくは教科書や関連図書を用いて比較確認しましょう。