コア コンセプト
この記事では、タンパク質の変性について学びます。また、変性の原因とその細胞環境への影響についても学びます。
他の記事で取り上げるトピック
- タンパク質とアミノ酸
- タンパク質の折りたたみ
- 酵素 – 機能と種類
- アミノ酸チャート
タンパク質は、アミノ酸と呼ばれる有機化合物からなる高分子です。アミノ酸はペプチド結合によって結合し、ポリペプチド鎖を生成します。さらに、これらの鎖は、一次、二次、三次、四次など、さまざまなレベルのタンパク質構造を生成します。これらの構造は、変性と呼ばれるプロセスを通じて変化します。
タンパク質変性とは?
変性は、タンパク質の分子構造の変更のプロセスです。これには、水素結合や共有結合 (ジスルフィド結合 (S-S)) などの結合の分解が含まれます。タンパク質は通常、コンパクトな球状の形状を持っているか、ランダムな構造ではなく「折りたたまれています」。さらに、変性は可逆的または不可逆的です。たとえば、目玉焼きのタンパク質は元の状態に戻ることはできません.温めた牛乳を冷やすと、結果的に牛乳中のタンパク質が元の形に戻ります.
タンパク質が変性するとどうなりますか?
弱い（水素）結合が壊れると、タンパク質の通常の形状が乱れます。具体的には、二次構造および三次構造が分解され、解かれたアミノ酸鎖が残ります。重要なことに、変性は次のような物理的および化学的手段によって起こります:
酵素タンパク質変性
変性は、酵素などのさまざまな種類のタンパク質に影響を与える可能性があります。酵素は、生物学的プロセスの触媒として機能するタンパク質です。すべての酵素は、基質と呼ばれる反応物が結合できる活性部位と呼ばれる構造を持っています。この反応は、基質を生成物と呼ばれる分子に変換します。
酵素が変性すると、温度変化や有機溶媒の存在によって、酵素の構造が破壊されます。これにより、構造が展開し、基質は活性部位に結合できなくなります。したがって、これは通常、生物活性の損失を引き起こします。適切な条件が整えば、変性酵素はその機能と元の構造を取り戻すことができます。
重要な酵素の例はペプシンです。ペプシンは、タンパク質をより小さなペプチドに分解することによってタンパク質の消化を助けるため、胃に見られる酵素です.胃には胃液 (塩酸と酵素の組み合わせ) が含まれており、ペプシンはこの酸性環境 (pH 1.5-2) で繁栄します。環境の pH が上昇すると (pH 6 以上)、酵素ペプシンは不可逆的に変性します。ペプシンの変性は不適切な消化を引き起こし、胃の感染症につながる可能性があります.
ヒートショックプロテイン
変性は、熱ショックタンパク質などの生物学的反応を引き起こすこともあります。これらのタンパク質は、過酷でストレスの多い条件にさらされると、体内の細胞によって生成されます.これは、傷、炎症、または紫外線の治癒中に高温または低温にさらされることによって引き起こされる可能性があります.これらの熱ショックタンパク質は、細胞の完全性を維持し、細胞の生存のためにシグナル伝達経路の機能を維持することにより、体細胞の保護として機能します。最も研究されている熱ショックタンパク質は Hsp60、Hsp70、および Hsp90 であり、これはそれぞれキロダルトン (60、70、90) 単位のサイズの順序に基づいています。
