タンパク質の一次構造と二次構造、三次構造の主な違いは、一次構造が直線的で、二次構造がαヘリックスかβシートであるのに対し、三次構造は球状であることである。
一次構造、二次構造、三次構造、四次構造は、自然界に存在するタンパク質の4つの構造です。
一次構造は、アミノ酸の配列からなる。
二次構造はアミノ酸間の水素結合、三次構造はジスルフィドや塩橋によって形成される。
タンパク質の一次構造とは？
タンパク質の一次構造とは、タンパク質のアミノ酸配列のことで、直鎖状になっています。
タンパク質のポリペプチド鎖を形成している。
各アミノ酸は、ペプチド結合を介して隣接するアミノ酸と結合している。
アミノ酸配列にペプチド結合が連続しているため、ポリペプチド鎖と呼ばれる。
ポリペプチド鎖を構成するアミノ酸は、20種類の必須アミノ酸のうちの1つです。
タンパク質をコードする遺伝子のコドン配列が、ポリペプチド鎖中のアミノ酸の順序を決定する。
コード配列はまずmRNAに転写され、その後解読されてアミノ酸配列が形成される。
前者の工程が転写であり、核の内部で行われる。
RNAポリメラーゼは転写に関与する酵素です。
後者は、細胞質で行われる翻訳です。
リボソームは、翻訳を促進する小器官です。
タンパク質の二次構造とは？
タンパク質の二次構造は、一次構造から形成されるα-ヘリックスまたはβ-シートのいずれかです。
二次構造の形成は、アミノ酸の構造成分間の水素結合の形成に完全に依存する。
α-helixもβ-sheetも、骨格の中に規則正しく繰り返されたパターンを構成している。
α-ヘリックス
ポリペプチドの骨格が時計回りの仮想軸に巻きついているのがαヘリックスです。
アミノ酸のカルボニル基（C=O）中の酸素原子と、ポリペプチド鎖の4番目のアミノ酸のアミン基（NH）中の水素原子が、水素結合を形成することによって生じる。
βシート
βシートでは、各アミノ酸のR基が交互に骨格の上下に位置している。
このとき、横に並んだ鎖の間で水素結合が形成される。
つまり、一方の鎖のカルボニル基の酸素原子が、もう一方の鎖のアミン基の水素原子と水素結合を形成しているのです。
2本の鎖の配置には、平行と反平行があります。
反平行の方がより安定です。
タンパク質の三次構造とは？
タンパク質の三次構造は、ポリペプチド鎖が立体的に折り畳まれた構造です。
そのため、コンパクトな球状を呈している。
そのため、3次構造を形成するために、ポリペプチド鎖は曲げたりねじったりして、最もエネルギーが低く、安定性の高い状態を獲得している。
3次構造の形成には、アミノ酸の側鎖間の相互作用が関与している。
最も安定な相互作用はジスルフィド橋で、システインのスルフヒドリル基が酸化されることで形成される。
共有結合の一種である。
また、アミノ酸の正負の電荷を持つ側鎖の間には塩橋というイオン結合が形成され、3次構造をさらに安定化させる。
さらに、水素結合も立体構造の安定化に役立っている。
タンパク質の3次構造（球状構造）は、生理的な条件下では水に溶ける。
これは、親水性、酸性、塩基性のアミノ酸が外部に露出し、芳香族アミノ酸などの疎水性アミノ酸やアルキル基を持つアミノ酸がタンパク質構造のコアに隠れるためです。
タンパク質の一次二次三次構造の類似性
- 一次構造、二次構造、三次構造とは、タンパク質の3つの構造配置のことです。
- すべての構造の基本単位はアミノ酸配列であり、これがタンパク質の一次構造です。
- タンパク質の二次構造は、その一次構造から形成され、次に三次構造を形成する。
- 各構造は、細胞内でそれぞれ固有の役割を担っている。
タンパク質の一次二次と三次構造の違い
定義
タンパク質の一次構造はアミノ酸の直鎖構造、二次構造はペプチド鎖がα-helixやβ-sheetに折り畳まれた構造、三次構造はタンパク質の三次元構造です。
ここでは、タンパク質の一次構造と二次構造、三次構造の基本的な違いを説明する。
形状
定義にあるように、タンパク質の一次構造は線状、二次構造はα-helixとβ-sheet、三次構造は球状です。
ボンド
タンパク質の一次構造はアミノ酸間のペプチド結合、二次構造は水素結合、三次構造はジスルフィド結合、塩橋、水素結合で構成されている。
これがタンパク質の一次構造と二次構造、三次構造の大きな違いです。
例
タンパク質の一次構造は翻訳中に形成される。
タンパク質の二次構造はコラーゲン、エラスチン、アクチン、ミオシン、ケラチン様繊維を形成し、タンパク質の三次構造は酵素、ホルモン、アルブミン、グロブリン、ヘモグロビンなどです。
細胞内の機能
タンパク質の一次構造と二次構造、三次構造のもう一つの重要な違いは、その機能です。
タンパク質の一次構造は翻訳後の修飾に、タンパク質の二次構造は軟骨、靭帯、皮膚などの構造形成に、タンパク質の三次構造は生体の代謝機能に関与している。
結論
タンパク質の一次構造はアミノ酸配列であり、直鎖状です。
翻訳時に生成される。
タンパク質の二次構造は、水素結合の形成により形成されるα-ヘリックスまたはβ-シートのいずれかです。
コラーゲン、エラスチン、アクチン、ミオシン、ケラチン繊維などの構造形成に大きな役割を果たす。
タンパク質の三次構造は球状であり、ジスルフィド橋と塩橋の形成により形成される。
代謝に重要な役割を果たす。
タンパク質の一次二次構造と三次構造の違いは、その構造、結合、そして細胞内での役割です。
