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タンパク質って何?アミノ酸の結合や構造から考える

公開日:2021.03.21 | ダイエット |

こんにちは。TotalCareLabの鳥飼です。

タンパク質やアミノ酸って言葉も重要性もご存知の方は多いと思うんですけど、よくポリペプチド=タンパク質と思ってる方が多く「ん?」って感じることがあります。また誤解した摂取の仕方や考え方をしている方が多いと感じます。そこで今日は分子レベルでアミノ酸やたんぱく質を把握することで正しい考え方が出来るように解説をしていきます。

アミノ酸にはアミノ基(-NH2)・カルボキシル基(-COOH)の両方を持ち合わせていますので脱水縮合が可能です。

2種類のアミノ酸が脱水縮合してくっつきます。
アミド結合という結合の方法なんですけど、アミド結合の中でもアミノ酸とアミノ酸の結合は特別にペプチド結合と呼ばれています。

皆さんC-O-N-Hはわかりますよね。アミノ酸とアミノ酸からC-O-N-Hがアミド結合をしているのでペプチド結合といいます。

また、同じようにアミノ酸が2種類あり結合した骨格部分のことをジペプチド結合といいます。

ジペプチド結合が2分子のアミノ酸の結合により生じたものであるとするならば、3つのアミノ酸からなる結合にも名前があります。

さて、なんていうかこのブログを好んで読んでいる方は「テラ」か「トリ」じゃないかと想像されると思います。

正解は、「トリペプチド結合」です。

3つのアミノ酸から構成されるということは構造式に種類が生まれるということです。

2つの構造は、

A-B もしくは B-Aの組み合わせしかありませんね。

では3つのアミノ酸は何種類あるでしょうか。

A-B-C

A-C-B

B-A-C

B-C-A

C-A-B

C-B-A

以上の6種類ですね!

例えばグリシンとアラニンからなるペプチドの構造異性体は2種類存在することが理解できると思います。

ですから、イメージのもとに、この構造異性体の関係を考えていくことで、構造を変化させて狙った効果を出すことが可能です。

詳しくはmeXのペプチドデザインの記事を参考にしてみてください。

ではタンパク質とは何でしょうか??

おいしそうなお肉。ステーキとかですね。

お肉はやはりタンパク質ですよね。

たんぱく質の定義を覚えていきましょう。
2種類のアミノ酸が結合するとジペプチド

3種類のアミノ酸が結合するとトリペプチド

では4種類以上は何というのでしょうか?

「ポリペプチド」です。

20種存在するアミノ酸は配列を変化させることが可能です。

ジペプチドは2種類

トリペプチドは6種類

アミノ酸全体は20n乗の種類が存在します。

一気に増えますね。把握は不可能です。

そういういっぱいペプチド結合を持った構造に対しての呼び名が「タンパク質」なんです。ポリペプチド=タンパク質といってもいいかもしれません。

このタンパク質、いったいどんな分類があるのか見ていきます。

「単純タンパク質」

加水分解すると、アミノ酸だけを生じるタンパク質のことを言います。

例としては、ケラチンやコラーゲンなどですね。

加水分解したらアミノ酸だけなんですから、とても単純ですよね。

だから単純タンパク質。

「複合タンパク質」

加水分解すると、アミノ酸以外に糖類、色素などを生じるタンパク質のことです。
タンパク質というのは、大きくこの単純タンパク質として複合タンパク質にわかれます。

単純タンパク質は例として卵白などです。

複合タンパク質はお肉などですね。

タンパク質って色々ありますね。

大豆・肉ですよね。これ、タンパク質です。

他にも髪の毛。また、赤血球。

このタンパク質がどんな構造をしているのか。
さあ、タンパク質の構造1ということで、
まずはこの一次構造。

たんぱく質には配列の順序ってありますよね。

バーッと並んでて化学式にしたらOやらCやら。

化合物にしたらアラニンやらリジンやら。

配列上めっちゃくちゃアミノ酸いますよね。

この配列順序のことを一次構造といいます。

タンパク質におけるアミノ酸の配列状態。このことを、一次構造というんですね。

次に「二重構造」を紹介します。

形状のことです。

ぐるぐると螺旋を巻いている形状をα-Hetlix構造と言います。

また、アミノ酸がくっついて窓枠みたいなシート状になりました。

窓枠が縦にジグザグに並んでいます。

ジグザグのシート状の構造なのでB-シート構造と言います。

ちなみにタンパク質って実はいつも適当な形をしているわけじゃないんです。

例えば螺旋を描いたりする場合は、この螺旋の中で水素結合が生まれてます。
それで安定化してるんですね。

あるいはこのβシート構造の場合は、もう1枚を超えてジグザグのシートがあって、シートとして水素結合する。そして安定します。

タンパク質がいつも超えた形を保てるのにはこういう原因があったんです。

今度は三次構造というものを紹介します。

これはもうぐちゃぐちゃなんです。蛇みたいに巻き付いて自由な形状です。

三次構造というのはS-S結合といってぐちゃぐちゃということで、三次構造として認識してOKです。
そしてこれ以外にも、4次構造、5次構造なんていうものがあるんですが、まず今日はしっかりと一次構造、二次構造、三次構造、があるんだと押さえてもらえればいいかなと思います。

 

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