* バッファーとしてのアミノ酸: アミノ酸には、アミノ基(-NH2)とカルボキシル基(-COOH)の両方があります。これらのグループは、環境のpHに応じて、酸(陽子の寄付)と塩基(陽子を受け入れる)の両方として作用できます。
* 低pHで: カルボキシル基はプロトン化されており(COOH)、アミノ酸が塩基として機能します。
* 高pHで: アミノ基は脱プロトン化されており(NH2)、アミノ酸が酸として作用します。
* タンパク質側鎖: タンパク質の多くのアミノ酸側鎖には、次のようなイオン化可能なグループも含まれています。
* カルボキシル基: グルタミン酸とアスパラギン酸
* アミノグループ: リジンとアルギニン
* イミダゾール群: ヒスチジン
* スルフヒドリル基: システイン
* リン酸基: セリン、スレオニン、およびチロシン
これらのサイドチェーンは、バッファーとしても作用することができ、タンパク質の全体的な緩衝能力に寄与します。
なぜバッファリングが重要ですか?
* pH恒常性の維持: タンパク質とアミノ酸は、細胞と体内で安定したpHを維持するのに役立ちます。これは、適切な酵素活性、細胞シグナル伝達、および全体的な生物学的プロセスに不可欠です。
* pHの変化に抵抗する: タンパク質とアミノ酸によって提供されるバッファシステムは、pHの変化に応じてH+イオンを吸収または放出し、大きな変動を防ぎます。
例:
* 血漿: タンパク質アルブミンは血漿の主要な緩衝液であり、そのpHを狭い範囲内で維持するのに役立ちます。
* 筋肉組織: タンパク質ミオグロビンは、筋肉細胞の緩衝液として機能し、運動中のpHの変化を防ぎます。
要約: アミノ酸中のイオン化可能なグループとタンパク質の側鎖の存在により、それらが緩衝液として作用することができ、生物系のpH恒常性の維持に寄与します。