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生体内成分の重量の70%は水である。大腸菌細胞を例に取ると、水の分子数は約400億。重量比で次に多いのはタンパク質。約4000種類あって、総数800万分子ほどである。すべてのタンパク質が常時作られているわけではなく、環境や細胞の状態によって数や種類が変動する。次は核酸。DNAは１種類（ゲノム）で分子数1個。プラスミドDNAを数種類、数〜数十分子持つことがある。RNAは3000分子ほど。大部分が３種類のリボソームRNAと50種類ほどのtRNAである。残りは遺伝情報のコピーであるmRNAだが、環境や細胞の状態によって数や種類が変動する。そのほか、糖、脂質、低分子の有機物、無機イオンが存在する。
タンパク質は生物体の行うすべての活動の主役である。遺伝子の発現、複製、分配、修復。タンパク質、脂質、核酸、糖など生体分子の合成、輸送、分解。細胞の移動･接着、筋肉の運動、神経の興奮、骨の構築･分解吸収、呼吸・血液循環、栄養分の消化・吸収、老廃物の排出、妊娠・出産、受精卵から大人までの成長。そして生物活動に必要な化学エネルギーの供給、生物活動に付随する反応の調節、制御。
ヒトゲノムの解析から人間の持つ遺伝子の数（基本となるタンパク質の種類）は22000種類と見積もられた。実験によく用いられている大腸菌は約4000個の遺伝子を持つ。
多様なタンパク質の働きは構成する20個のアミノ酸の種類と順番（アミノ酸配列）、すなわち、アミノ酸側鎖の立体的な配置で決定する。アミノ酸側鎖を分類すると、アミノ基、カルボキシル基、アミド基、水酸基、イミダゾール（ヘテロ環）などの親水性基。アシル基、ベンゼン環などの疎水性基。チオール基。親水性基はタンパク質の表面に配列して、周りの水分子と相互作用する。疎水性基はタンパク質の内側に集合する。水溶液中ではイオン結合（アミノ基（＋）とカルボキシル基（−））、水素を仲立ちとした水素結合、電子雲の偏りによる静電作用（そのほかの親水性基）、疎水性部分が集合することによる疎水性作用がタンパク質分子を形作り、また、タンパク質分子同士を結合させる。
タンパク質は化学的に特徴をもつ表面を提供し、作用するときは他の分子と結合する。作用は様々な結果をもたらすが、突き詰めると、タンパク質の立体構造が変化するか、化学反応が起こるかのどちらかである。
タンパク質とタンパク質が結合する。相互作用する側鎖はでこぼこを作り出しているようなもので、ぴったりと合う表面が結合（接着）する。タンパク質の構造物には繊維（コラーゲンや筋肉のアクチン繊維）、管（微小管や細胞膜に埋め込まれた輸送チャンネル）や籠（ウイルス粒子や分泌顆粒の籠）など、特定の形を持つ塊がある。もちろん、タンパク質が結合するのはタンパク質だけでなく、他の生体高分子である核酸や脂質、糖とも結合し、構造体をつくる。特に、リン脂質の二重膜と結合して、細胞の膜を形成する。また、細菌の外膜はタンパク質と糖の複合体である。
タンパク質は特別な表面を用意して、吸着した分子の化学反応を促進する。酵素反応と呼ばれる。様々な代謝、高分子の生合成・分解、立体構造の変化を行う。また、吸着した分子の影響のもと、別の表面に設えられた様々な化学反応を行う。この場合の吸着分子は調節分子であり、タンパク質をレセプター（受容体）とよぶ。
タンパク質の特長はアミノ酸配列にある。アミノ酸配列は核酸に記録されている。タンパク質は動作単位であり、活性を持つ。核酸は記録媒体であり、不活性な分子である。異なった性質を持つ2種の分子の相互関係は生命の誕生を考える上での大問題である。最近では特定の核酸は酵素活性を持つことが示され、まず、核酸の複合体がタンパク質の合成（アミノ酸を結合する反応）を行うようになったと考えられている。アミノ酸のバックボーンはペプチド結合(アミド結合)であるが、核酸塩基であるヘテロ環を輪にせずにまっすぐに伸ばしたような形である。逆に、生体にはアミド結合が環状に構成されて六角形をしたヘテロ環分子（尿酸、カフェインなど）がある。構造の類似性から起源が同一もしくは関連しているとは言えないが、気になるところである。
タンパク質の生合成装置を構成する核酸はリボゾームRNAとtRNAである。遺伝情報を運ぶmRNAに加えて低分子の核酸であるエネルギー分子ATPやGTPが多数、関与する。核酸による原始的な触媒作用はタンパク質が参加することで洗練され、その過程で、タンパク質のアミノ酸配列が特定の核酸の配列を基に合成される仕組み（セントラルドグマに相当する）ができたのであろう。
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反応速度を増加させるが、反応前後で変化しない物質を触媒といいます。触媒の作用は、触媒が反応物と結合して反応中間体をつくり、活性化エネルギーを低下させることです。触媒がないときと異なる反応経路をとることになり、反応の仕方も空間的に限定されることになります。活性化エネルギーが低下すると反応速度が大きくなります。しかし、逆反応も同時に起こりやすくなりますから、化学反応の平衡状態を変化させることはありません。
白金は触媒の代表例です。金属表面に2種類の分子が結合し、その間で分子を覆う電子雲が変形して化学結合が切り替わります。酸化チタンは光のエネルギーによって吸着した酸素を分解して活性酸素を発生します。これで低分子有機物を酸化（燃やす）し、二酸化炭素と水に変えます。臭いの基やホルマリンなどを分解します。細胞の代謝は酵素が触媒として働きます。
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生物は化学反応で起こる逆反応を反応を連続させることで防止しています。化学反応では逆反応も起こり、放っておくと平衡状態に達します。これは生物にとって死を意味します。そこで、化学反応の産物を次の反応の材料としてすぐに次の化学反応にまわすことで、逆反応を起こりにくくしています。代謝はチェーンリアクションになっています。反応の平衡状態（触媒があるときの起きやすさ）は化学反応で変化する自由エネルギーの量で決まりますが、チェーンリアクションにして反応生成物を少なくすることで起きやすくします。最終的には起こりやすい反応と結びつけるか、生成物を別の空間に持っていって逆反応を阻止します。こうして化学反応の流れが確保されます。生物が自然の法則に逆らって化学反応を進行させる秘訣です。
細胞内では連続して行われる化学反応は同じ場所で起こります。たくさんの酵素が集合して巨大な複合体を作り、生産物を次々と加工して、ものを作り上げていくのです。糖を分解する経路（解糖系）や光合成、タンパク質工場であるリボソームなど。また、遺伝子からmRNAを作り出す複合体は、その遺伝子が必要になったときに、そのつど構築されます。また、遺伝子であるDNAを複製する装置や染色体を分配する装置も細胞が分裂するときに、そのつど構築されます。
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生物の行う連続化学反応で「起こりやすい反応」としてよく使われるのは、高エネルギーリン酸結合の分解です。エネルギー分子であるATPやGTPが分解・消費されます。ATPは3つのリン酸基が結合していますが、リン酸基が一つ外れてADPとなります。Tはトリ（３）、Dはジ（２）の略です。外れたリン酸基は反応生成物やタンパク質に結合し、分子を活性化状態にすることもあります。GTPはATPを分解することで作られます。ATPは呼吸反応で作られた水素イオンの膜を介した濃度勾配から作られます。水素イオン（＋イオン）の濃度が膜を介して差が大きいと、それは電位差としてエネルギー勾配を作り出します。水素イオンを電位差に沿って流す（エントロピーを高くする）ことで化学エネルギーを作り出すのがATP合成酵素です。
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人間社会における触媒はないでしょうか。
テロ組織といえば少数の優秀な指導者が率いる実行部隊というイメージがあります。しかし、オサマ・ビンラディンなどの現代的なテロリストは、直接指揮はあまり行っていません。それより、アジテーションにより、不満の土壌に種をまきます。「なぜ我々は米国に搾取されるのか」「なぜイスラム文化は否定され、貶められるのか」といった理論武装であり、また、ゲリラのために軍事的な技術的ノウハウの教科書を発行します。印刷技術の大衆化、インターネットの発達などにより、比較的簡単に教書を流通させることが可能になりました。演説したり、集会を開いて積極的に民衆を引っ張っていくのではなく、ただ手引き書が不満の土壌にばら撒かれ、雰囲気が醸しだされます。不満を持ち、現在のあり方に疑問を持つ若者は、不満の原因を突き止め、解消したいと思い、自主的に指導書を手に入れ、身につけ、テロ組織に参加するのです。実力のある若者は周囲を巻き込んでテロ組織を作ります。
情報操作により洗脳された思想を元にしていたのでは、大した人材は育ちません。命令を実行できる兵隊ができあがるだけです。したがって、過去のテロ対策は思想的な中心人物を特定し、暗殺などにより排除すれば、あとは自滅を待つだけでした。大きな集団の指導者は指導力を発揮するためにどうしても目立つ必要があります。もっとも、小説的には影の指導者も可能ですが。
さて、触媒とはこの指導書であり、それを執筆する指導者です。オサマ・ビンラディンは社会に宣言するだけで、それぞれ自立的に育ったテロ組織が適当な規模で相互に連携し、行動を起こします。戦果を挙げたグループを賞賛し、体制側の小さな非人道的な失策をあげつらうだけでテロのモーティベーションが上がります。当人は姿を見せますが、所在を隠していることができます。巨大な組織を運営するのより安価に結果を生み出すでしょう。
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触媒は化学反応自体を作り出すのではなく、起こるべくして起こる反応を整理して効率化する作用を持ちます。触媒物質は化学反応のためのプラットフォームを提供します。社会の変化を化学反応になぞらえれば、社会を構成する人間の不満や望みをもとに、新しい時代、すなわち社会の仕組みを作り上げる変化が化学反応となります。この場合の触媒作用は改革の方法を整理し、効率化することであり、そのための母体を準備することでもあります。
低級なジャーナリズムは生贄探しになることがあります。最近の企業の不祥事報道では、ともすると、いい加減なことをしている連中は痛い目に遭えばいいという傾向を見せました。企業であれば倒産すればいい、社長であればクビになればいい。その背景には社会に漠然とした不満感が膨らんでいるためでしょうか。刺激的な報道は風船に針で穴を開けるような触媒的操作です。
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酵素反応の足場、言い換えると、触媒作用を持つ表面を支える分子はRNA、タンパク質ですが、原始的な足場として無機物である泥の微粒子が想定されています。様々な有機物が金属や無機物の結晶の表面に結合することがわかっています。DNAやタンパク質などのバイオ分子を固体表面に配列させたバイオチップやバイオセンサーの研究が広範囲に行われています。表面で起こる反応としては光触媒が挙げられます。太陽光のエネルギーを利用して、水を水素に分解したり、環境汚染物質・有害物質を分解する活性があります。無機物表面に結合した分子で起こる化学反応のメカニズムも解析が進んでいます。表面に光エネルギーを吸収する色素分子を効果的に配置することができれば、現代のエネルギー問題や環境問題に対して有効な技術を提供できることでしょう。
つづく
