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最初に作られた低分子の有機化合物としてアミノ酸や核酸塩基がよく研究されている。これらは生物の構成要素だからである。他の分子も多数合成されたと考えられるが、あまり研究されていないようだ。分子量が1000くらいの有機化合物は生物界から多種類、大量に発見される。有用物質も多く含み、例えば抗生物質などが含まれる。
核酸塩基のひとつであるアデニンは六角形と五角形がくっついたヘテロ環構造を持つ。アデニンはシアン化水素とアンモニアから比較的簡単に合成される。アデニンのように窒素を含むヘテロ環分子では水素結合や金属と錯体を造りやすい。また、化学結合に二重結合を含むが、二重結合はラジカルと反応して高分子化しやすい。
タンパク質や核酸を利用した洗練された生体高分子システムは、おそらく、初期の地球ではほとんど存在していなかったはずだ。アミノ酸や核酸は分子量が100程度、その後は分子量が1000程度の多様な有機化合物が合成され、蓄積された。一つの分子の中に複数の官能基を含むこれらの分子は集合し、新たな化学反応の土台となったであろう。
海底の熱水噴出孔は有機化合物生成炉として優秀であった。高温(200-350℃)、高圧(200-300気圧)の環境であり、大量の熱エネルギーが絶えず供給されている。周りの冷海水が地殻の裂け目からしみ込んで熱せられて上昇し、冷海水の中に噴き出し、冷却されるというサイクルができている。高温で合成された有機物は直ちに冷却されるので、熱による分解を避けることができる。同じ場所を循環するので、何度でも反応するチャンスが与えられる。噴出する海水は、鉄、マンガン、銅、亜鉛などの金属イオンを普通の海水に比べて1000倍以上多く含んでいる。金属イオンは高温、高圧の熱水環境下で有機物を重合させる触媒として優秀であり、アミノ酸やヌクレオチド、単糖からタンパク質や核酸の合成が進んだと考えられる。
粘土鉱物を触媒として表面に吸着したアミノ酸や、ヌクレオチドが高分子化する研究結果もあり、重要な高分子生成メカニズムの一つであろう。有機物は地下の高温・高圧状態下で脱水反応を受け、不飽和炭素結合を大量に含む石油のような物質に変わる可能性がある。石油は生物由来とされているため、非生物由来の起源はあまり研究されていない。まとまった量の有機物が埋没すれば、地下の高温と圧力で石油状の低分子、すなわち、反応性に富み、容易に高分子化する有機物が生成した可能性もあるだろう。
有機物の生産に必要な触媒は金属や鉱物の表面であったが、やがて、有機高分子そのものが触媒作用を持つようになった。複数の低分子と弱く結合し、低分子間の共有結合の形成を促進する。そのような高分子は偶然に作られたであろう。
海水中の重金属濃度や泥の粒子として供給される鉱物には地域差があったため、地球上の有機物の集積には地域による特徴があったに違いない。海底に蓄積された大量の有機化合物の固まりはプレートの移動とともに運ばれて他所の有機物の泥と混合された。同時に、触媒作用を持つ物質も移動し、混合された。また、隕石の落下により巻き上げられて移動し、他の熱水噴出孔近辺へと移動し、そこで独自に発達した有機物の泥と混合された。発達した触媒作用が混合することにより、さらに複雑な有機複合体が作られた。
+++ 細胞内の生体高分子の分子数 +++
生体内成分の重量の70%は水分子です。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です。遺伝子から推定すると約4000種類ありますが、細胞内には総数800万分子ほどあります。すべての種類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します。次は核酸。DNAは１種類（ゲノム）で分子数1個。栄養状態がよいと細胞分裂が追いつかず、一時的に2分子持つこともあります。プラスミドDNAを数種類、数〜数十分子持つことがあります。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です。残りは遺伝情報のコピーであるmRNAですが、環境や細胞の状態によって数や種類が変動します。ｍRNAはリボソームでタンパク質を合成する指令図になります。そのほか、糖、脂質、低分子の有機物、無機イオンが含まれます。
+++ タンパク質は生物体の行うすべての活動の主役である +++
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種類と見積もられました。タンパク質は細胞レベル、分子レベルでの生命活動の主役です。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。
+++ タンパク質の機能はアミノ酸側鎖の三次元的な配置によって決まる +++
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まります。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ことが多い。疎水性基はタンパク質の内側に集合ことが多い。水溶液中ではイオン結合（アミノ基（＋）とカルボキシル基（−）、さらにイオンを解した結合）、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ます。
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します。タンパク質の作用には様々な種類がありますが、単純化すると、結合するか、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３つです。
タンパク質とタンパク質が結合する場合、相互作用する面でアミノ酸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通しが結合（接着）します。言い換えると、タンパク質は結合する相手にきつい選り好みを示します。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）や塊（集合体）、籠（ウイルス粒子や分泌顆粒の籠）など、特定の形があります。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、構造体をつくります。特に、リン脂質の二重膜と結合して、細胞の膜を形成します。また、細菌の外膜はタンパク質と糖の複合体です。タンパク質合成装置であるリボソームはタンパク質とRNAの複合体です。
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します。酵素反応と呼ばれます。様々な代謝、高分子の生合成・分解、立体構造の変化を行います。また、吸着した分子の影響のもと、別の表面に設けられた機能により様々な化学反応を行います。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）と呼びます。
+++ アミノ酸配列は核酸に記録される +++
タンパク質の特長はアミノ酸配列にあります。アミノ酸配列はDNAに記録され、mRNAで呼び出されます。タンパク質は動作単位であり、活性を持ちます。核酸は記録媒体であり、不活性な分子です。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す。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ます（RNAワールド）。アミノ酸のバックボーンはペプチド結合(アミド結合)ですが、核酸塩基であるヘテロ環を輪にせずに伸ばしたような形です。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）があります。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ませんが、気になるところです。
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です。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が関与します。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）ができたと考えられています。
+++ 酵素反応は触媒反応である +++
タンパク質は作用するとき、自分自身が壊れたり、変化することはまれです。このように、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。
+++ 触媒反応は特異な表面を利用する +++
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タンパク質や時にはRNAです。タンパク質が誕生する以前の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。
+++ 生物は連続反応を組み上げることで平衡状態を回避している +++
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。代謝は複数の反応の組み合わせになっています。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、反応生成物を少なくすることで一方方向に反応を誘導します。最終的には起こりやすい反応と結びつけるか、生成物を膜で仕切られた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。
+++ リン酸化は活性化の目印として使われる +++
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します。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。
+++ 社会にも触媒作用をもつ装置がある +++
触媒は変化を引き起こしますが、変化の前後で自分自身が変化しません。人間社会における触媒を考えると、ある行動を誘発しやすい状況があり、その引き金を引くか、行動を誘発するように仕向ける装置を考えるとよいと思います。そのとき、その装置自体は変化しません。
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。
化学反応の進行は活性化エネルギーの供給で左右されます。反応が起こるための活性化エネルギーが高いと、反応は起こりにくい。人間関係で例えれば、心理的な壁でしょう。何らかの理屈で心理的な壁が引き下げられることがあります。そのとき、世の中の人はその行動を起こすのです。
+++ 現代のテロ指導者は檄を発する触媒である +++
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」といった檄文であり、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、ゲリラ戦の技術を身につけ、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小さなテロ組織を作ります。テロ組織の誕生する土壌がある限り、テロは収まることがありません。
情報操作を行って特殊な思想を吹聴して洗脳し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。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、それゆえ、ターゲットとして武力行使は比較的簡単です。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。
+++ マスコミによる報道は触媒作用を持つ +++
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。最近は単純明瞭で刺激の強い言葉で批判する（簡単に言うと「ずばり言うわよ」か？）ことが流行しているようですが、それでは社会が硬直化し、短気な決着が横行し、犠牲者が増えるだけです。変化している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。
背景には社会に漠然とした不満感があるようです。格差社会やプライバシー問題、逆に説明責任など、人と人のつながりが確実に細くなっていること、その割に、広範ないつながりまで考えなければならない、息の付けない社会になっているためでしょうか。
+++ 法律は触媒作用を持つ１ +++
一つの例ですが、個人情報保護法の施行され、過剰解釈で匿名社会の弊害が現れています。
よく言われるのが国勢調査に壁ができたこと。また、本来、公職であるはずの公務員に関する情報の非開示もありました。課長以上の再就職(天下り)先をこうひょうしない。懲戒免職処分にした教職員名を出さない。都合の悪いことは隠すという構えです。
警察の捜査もやりにくくなりました。病院では、事件事故で搬送された人の容体を警察に教えない。生徒の傷害事件では学校が警察に生徒の情報提供を拒否。犯罪捜査ではよっぽどのことがない限り、法で捜査上の情報提供は義務です。
情報社会では、個人情報に限らず、大量の情報が簡単にやり取りできる仕組みがあります。その弊害として漏洩があります。その弊害が人々に実感されてきた（知らぬ先からの勧誘電話など）ために法律ができました。
法律はその不安感から身を守る行為を正当化したと解釈され、過剰反応につながりました。時宜を得た法律でしたが、定着するまでしばらくかかりそうです。しかし、法律ができたことにより、社会はその分だけ変化したはずです。
+++ 法律は触媒作用を持つ２ +++
戦前の日本では言論の自由を封じる法律がありました。現代のドイツやオーストリアではホロコースト否定を罰する法律があるそうです。異論を法律で禁止しようとする体質がナチスや日本の軍部の台頭を許した素地でしょうか。言い換えると、ファシズムの台頭を許す素地がある（素地ができた）社会では、ファシズムを法律で禁止する必要があり、あるいはファシズム否定論が盛んになるのではないでしょうか。
法律論議はどちらかに軍配を上げる効果があるでしょう。しかし、一方の価値観に大きく平衡が傾くと、逆反応が起こりやすくなります。
つづく
