アミノ酸の組み合わせが異なると、タンパク質に異なる特性が与えられます。したがって、タンパク質を互いに区別するために使用されるべき主な特徴は、タンパク質のアミノ酸配列です。ただし、タンパク質はそのサイズと生化学的特性によっても区別できます。
タンパク質は、細胞内で構造的、機能的、調節分子として機能する生体分子の主なタイプです。各タンパク質は、二次構造と三次構造に折り畳まれたポリペプチド鎖で構成され、三次元分子を生成します。タンパク質の三次構造は機能分子でありながら、他のタンパク質分子や補因子と相互作用して四次構造を形成します。特定のタンパク質分子の構造と機能の主な決定要因は、そのアミノ酸鎖です。したがって、タンパク質間の違いは、それらのアミノ酸配列に由来します。この記事では、タンパク質がどのように区別されるかについて説明します。
対象となる主な分野
1.タンパク質とは
– 定義、構造、機能
2.タンパク質はどのように互いに区別されますか
– アミノ酸配列、サイズ、生化学的性質
重要な用語:アミノ酸配列、生化学的特性、ポリペプチド鎖、タンパク質、サイズ
タンパク質とは
タンパク質は、窒素原子を持つ大きな有機化合物です。それらは、1つまたは2つのアミノ酸鎖で構成されている場合があります。各アミノ酸鎖は、普遍的なアミノ酸の代替アセンブリで構成されています。タンパク質は、隣接するアミノ酸のアミノ基とカルボキシル基の間でペプチド結合が形成されるため、ポリペプチド鎖とも呼ばれます。通常、天然のポリペプチドには約 50 ～ 2000 個のアミノ酸が含まれています。タンパク質は非常に複雑で動的なタイプの分子であり、一次、二次、三次、および四次構造の 4 つの構造レベルで構成されています。タンパク質の立体構造は 図 1 に示されています .
図 1:タンパク質の構造
人間には 20,000 から 25,000 のタンパク質コード遺伝子があります。ここから約200万種類のタンパク質を合成することができます。しかし、人体は約 50,000 のタンパク質で構成されています。
タンパク質は、完全なタンパク質または不完全なタンパク質として摂取できます。完全なタンパク質は、すべての必須アミノ酸で構成されています。ただし、不完全なタンパク質にはいくつかの必須アミノ酸が欠けています。食物タンパク質は、消化中にアミノ酸に分解されます。タンパク質は、細胞の構成要素として機能します。また、ホルモンや酵素として体の機能を調節します。それらは、ヘモグロビンなどの輸送分子としても機能します。一部のタンパク質は免疫系の構成要素です。
タンパク質同士はどのように区別されますか
アミノ酸の異なる組み合わせは、タンパク質に異なる特性を与えます。したがって、タンパク質を互いに区別するために使用されるべき主な特徴は、タンパク質のアミノ酸配列です。ただし、タンパク質は、そのサイズと生化学的特性によっても区別できます。
アミノ酸配列
タンパク質は一連のアミノ酸で構成されています。アミノ酸鎖の配列は、その特定のタンパク質をコードする遺伝子のヌクレオチドの配列によって決定されます。したがって、2 つのタンパク質を区別するために、対応する遺伝子配列を使用することができます。タンパク質の二次構造、三次構造、四次構造は、アミノ酸配列によって異なります。
サイズ
タンパク質は、そのサイズに基づいて分離することで区別できます。タンパク質のサイズは、ポリペプチド鎖のアミノ酸の数に依存します。 SDS-PAGE は、サイズに基づくタンパク質の分離に使用される技術です。 SDS-PAGE でのタンパク質分離を 図 2 に示します。
図 2:SDS-PAGE
生化学的性質
タンパク質を互いに区別するために、酵素活性などのさまざまなタンパク質の生化学的特性を使用できます。特定の鎖のポリペプチド鎖のアミノ酸の生化学的特性に基づいて、その生化学的特性は異なります。そのため、タンパク質の等電点も異なる場合があります。等電点は、ポリペプチド鎖の正味の電荷がゼロになる pH です。等電点では、タンパク質が溶液から沈殿します。
結論
タンパク質は、ポリペプチド鎖で構成される有機化合物です。タンパク質の構造は、タンパク質のアミノ酸配列に依存します。タンパク質の特性は、ポリペプチド鎖のアミノ酸の種類によって異なります。したがって、タンパク質を互いに区別するために、アミノ酸配列、サイズ、およびタンパク質の生化学的特性などの要因を使用できます。
参照:
1. ロディッシュ、ハービー。 「タンパク質の機能設計」。 分子細胞生物学。第 4 版。 、米国国立医学図書館、1970 年 1 月 1 日、こちらから入手可能。
画像提供:
1. Commons Wikimedia 経由の LadyofHats (パブリック ドメイン) による「主なタンパク質構造レベル en」
2. en.wikipedia のユーザー Magnus Manske による「SDS-PAGE」 – 原文は en.wikipedia から。説明ページは (だった) ここにある (CC BY-SA 3.0) コモンズ ウィキメディア経由
