109Q106｜第109回 薬剤師国家試験 過去問
下図に示したように、乳酸脱水素酵素（乳酸デヒドロゲナーゼ）はピルビン酸 からL︲乳酸への変換を触媒する。この酵素の活性中心に関する記述のうち、正し いのはどれか。2つ選べ。 O H OH NADH，H＋ OH OH H3C H3C 乳酸脱水素酵素 O O ピルビン酸 L︲乳酸 HN H アミノ酸残基168 番 O O O - Arg 109 H NH N His 195 H N ＋ H2N ＋ N H H O O H3C H H - N O H H ＋ H Arg 171 H2NOC N N H H N NADH R 乳酸脱水素酵素の活性中心（模式図）
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正解: 1・4
正答
1・4
この問題のポイント
活性中心の水素結合・静電相互作用と、NADHが渡すヒドリド、Hisが渡すプロトンの役割を図から読み取ります。
解説
乳酸脱水素酵素は、NADHからピルビン酸のカルボニル炭素へヒドリドを移し、カルボニル酸素をプロトン化してL-乳酸を生じます。Arg109の正電荷と水素結合はカルボニル酸素側の電子密度を安定化し、炭素の正電荷の偏り、すなわち求電子性を高めます。His195はカルボニル酸素へH⁺を与えるブレンステッド酸です。図の168番残基は側鎖末端がカルボキシラートのAspで、Arg171はピルビン酸のカルボキシラートと静電的に相互作用します。
選択肢の確認
1．109 番のArg はピルビン酸のカルボニル炭素の求電子性を高めている。：正答。カルボニル酸素との相互作用でC=Oを分極させ、ヒドリド攻撃を受けやすくします。
2．168 番のアミノ酸残基はアスパラギンである。：図の側鎖は-CH₂-COO⁻なのでアスパラギン酸です。
3．171 番のArg とピルビン酸との主たる相互作用は、分散力によるものである。：正電荷をもつArgとカルボキシラートとの静電相互作用が中心です。
4．195 番のHis はピルビン酸に対してブレンステッド酸としてはたらく。：正答。Hisがカルボニル酸素へプロトンを供与します。
5．NADH はピルビン酸に対してプロトン供与体としてはたらく。：NADHが炭素へ渡すのはH⁺ではなくヒドリドH⁻です。
覚えるポイント
LDH反応ではNADHがヒドリド、Hisがプロトンを供与します。Argは基質を配向し、カルボニルを活性化します。