ルビスコ〜さいきょうこうそちゃんのおはなし〜

・まえがき
この話は深夜一時に国立二次試験まで残り一ヶ月もない限界受験生が深夜テンションで書きな ぐる推しの話である。だから誤字や少々汚い表現があっても許してほしい。所詮自己満足であ る。これを読んだ私をよく知らない人間はきっとこいつは何を言ってるんだ、狂っていると思うかも しれないが通常運転であるので安心してほしい。 私をよく知る人間はいつもの発作だと感じるだろう。

早速ルビスコの話を、、、と思ったが、これを読んでいる小さい子や生化学に微塵も興味がない 人たちはルビスコは愚か、酵素とは何もかもわからないだろう。美容系jkは洗顔料とかが思い浮 かぶかもしれない。教科書では酵素とは反応の活性化エネルギーを下げる触媒の役割を果たす タンパク質。みたいな感じで書かれているだろう。(確認はしていない)これでわかる人はいいのだがわからない人もいるだろう。そんな人のために簡単にいうと、酵素というのは生き物の体の 中で起きる様々な現象(例えば消化とかね)を助けたりしているすごいやつで、そう思ってくれれ ば大丈夫だ。分かりづらいだろうから具体的な話をしよう。朝ごはんにご飯を食べたとする。ご飯 は口のなかで砕かれて胃、小腸、大腸と経ることで全く別のすがたへと変化していくわけだがそ の変化を起こしているのが酵素である。ご飯は主にでんぷんからできているがこれはブドウ糖と 呼ばれる単糖が無数にくっついた構造をしている、アミラーゼという酵素はマルトースという二糖 類に分解する反応の中核を担っている。 酵素は体の中で何かを任されているマシンのようなものなのかもしれない。 しかしアミラーゼはマルトースをグルコース(ブドウ糖)に分解することはできない。これは何故な のだろうか、普通酵素は一つの材料に適した形をしていてそれ以外の材料を扱うことはできない (中華料理専門でフレンチは無理みたいな感じである)これを基質特異性と呼ぶ。この話はあとで 覚えておこう。また、酵素は一つの反応を極めているので一分子で秒速1000分子程度の基質を 処理することができる。他にも酵素の基本特性はたくさんあるが長くなるので割愛する。
・ご飯を作る光合成の話
さあ、今度はご飯の話をしよう。人間(弊校生へ私達は猿も含め)はご飯を食べないとしんでしま う。(3の法則とか聞くよね)動物や菌類は従属栄養生物といってご飯を食べないと死んでしまう 体なのだ。一方植物はどうだろうか、奴らは太陽の光と二酸化炭素と水さえあれば(窒素とかり んとかいろいろあるけど)基本的には生きていける。二酸化炭素つまり無機物から有機物を作る ことができる。これを光合成と呼ぶ。よく呼吸では二酸化炭素をだして光合成では酸素を出す。な どというが、あれは三人称視点でいえばそうかも知れないが当の本人たちからしたら不必要なも のを捨てていることを言われているだけである。光合成の目的はデンプンをつくる同化反応で あって別に酸素を出す反応ではないのである。(呼吸も呼吸基質を分解してATPを合成する異化 反応であって二酸化炭素を出す反応ではない)このように、地球上にあるデンプンは全部(嘘)元 をたどれば植物たちが合成したものでありそれが回り回って私達に巡っているのだ。これだけで 植物の偉大さがわかるだろう。あいつらすごいんだぜ ではそんなすごい反応を極めた酵素はどんなやつなのだろうか。
・やっとルビスコ
ここにたどり着くまでに思った以上に書いていてびっくりしているが、さっそく本題に入ろう。光合 成のなかでも重要なのは二酸化炭素→有機物の反応であろう。これはC3回路やカルビン・ベン ソン回路などと呼んだりする反応であるが、この中でも炭酸固定の反応であるC5化合物である Rubp(リブロースビスリン酸)と二酸化炭素からC3化合物であるPGA(ホスホグリセリン酸)を合 成する反応を触媒しているのが本文章の主役ルビスコである。ルビスコは光合成細菌から植物 まで光合成するなら欠かせない酵素であり、これがなかなか曲者(かわいい)のである。 ルビスコの見た目的特徴(図はぐぐってくれい)はまるで○○○のような球形であり犬の玩具のよう である。これだけ聞いた人は何がおもろいねんと思うかもしれないが話はここからである。ここまででルビスコは地球上のすべての生命を支える光合成の中でも重要な炭酸固定の反応を触媒し ていてそれを極めていることがわかっただろう。ではその実力はどうなのであろうか、どのくらい のスピードで炭酸固定をしているのだろう。、、、、、、、、、、、、、、3分子である。先程多くの酵素 は一秒に1000分子処理すると言っただろう。ルビスコというのはその何百分の一という速度でし か働けないのである。秒速5センチメートルもびっくりである。確かに全生命の運命がかかってい ると言われたらそのくらい慎重になってしまうのかもしれない、(とてもかわいい)。ここで一つ疑問 が浮かぶ。こんなに遅くても生産は間に合うのだろうか、、、。たしかに普通じゃ間に合わないだ ろう。そこで、植物たちは考えた(同時に筆者は自然選択説を放棄した。)。ルビスコを改良する か?いや植物たちは脳筋だった。質より量を取ったのである。その結果ルビスコは最も地球上に 多く存在するタンパク質となった。東大生を一人雇うより日大生を100人雇ったほうが、、、ってこ とである。これだけでかわいいと思ってくれた人もいるかも知れないが、かわいい要素はまだまだ あるのだ。このルビスコは一生懸命二酸化炭素をRubpにくっつけて2つに切る作業を行っている のだが、職場環境が悪化する(二酸化炭素が足りない)状態になるとあろうことか二酸化炭素の 代わりに酸素をくっつけ始めるのだ。こうして出来上がった酸化産物はどうにもそのままでは使え ないゴミを作ってしまうのだ。 このようにこの酵素には厳密な基質特異性がないのである。ポンコツだ。そのたびに職場(植物 体)の別の部署はお金(ATP)をはらってゴミをもとに戻すのだ。このように、ルビスコはちょっとド ジでスローな子であるが、この世の植物が脳筋であるが故に数え切れないくらい存在しているの である。
・ホワイトとブラック
ではこの子は本当にポンコツなのだろうか、たしかに遅かったり別反応でゴミを作るのはポンコツ かもしれない。だけど思い出してほしい、この子がやっているのは生き物を守る重大ミッションで ある。職場がもっとサポートしてこの子のポテンシャルをもっと引き出してあげるべきではないだ ろうか。そう考えて(自然選ry)もっとホワイトでアットホームで二酸化炭素ましましな職場を提供し ようとした植物がいた。C4植物と呼ばれる植物である。植物にとって現在の地球は暮らしづらい 環境である。二酸化炭素濃度が小さすぎるのだ。そこでC4植物は大気から二酸化炭素を直接ル ビスコに渡すのではなく、一度大気の二酸化炭素を濃縮してからそれをルビスコに渡すことでこ れを解決した。このように植物にはルビスコに配慮した職場とそうでない職場、つまりホワイト企 業とブラック企業が存在するのである。近年人間界でもパワハラが問題になっているが、植物界 隈では太古からそんな騒ぎがあったのだ。
まとめ
書き始めて90分が経過して疲れてきたのでやめとするが、ルビスコの魅力が少しでも伝わってい たら嬉しい限りだ。ルビスコはすごい仕事を任されたちょっとドジな子であるのだ。きっと共感でき る人もいるだろうし愛着が湧く人もいるだろう。だがはたらく細胞の血小板ちゃんを思い浮かべた 人はちょっと違う。血小板の担っている血液凝固の仕組みはとてもきれいで素晴らしいものであ の子のこなす仕事は完璧である。 終わり
pdfからコピペしたので行編がおかしい気がする改善せねば…