タンパク質は、生命の生存に不可欠な化学高分子群です。
私たちの身体の代謝機能のほとんどに関与しており、主にアミノ酸から構成されています。
この記事では、次のことを探ります。
-
タンパク質とアミノ酸の関係
-
アミノ酸からタンパク質はどのように作られるか？
-
ペプチド結合
タンパク質とアミノ酸の関係とは？
タンパク質はそれぞれ特定の機能のために作られており、その機能は主に「タンパク質の折り畳み」と呼ばれる立体構造に依存している。
タンパク質は、アミノ酸の配列によって互いに異なる。
したがって、アミノ酸はタンパク質の主要な構成要素です。
タンパク質の合成に使われるアミノ酸は22種類で、「タンパク源性」アミノ酸または天然アミノ酸と呼ばれます。
その他は非タンパク質性アミノ酸と呼ばれています。
アミノ酸からタンパク質はどのように作られるのか？
先に述べたように、タンパク質は高分子の一種である。
高分子とは、重合した大きな存在です。
高分子は、モノマーと呼ばれる単一の単位からできている。
したがって、タンパク質のモノマーはアミノ酸です。
アミノ酸は、異なる配列で結合して、ペプチド鎖と呼ばれる長い鎖を形成することができる。
アミノ酸が鎖の延長線上で互いに結合するとき、その結合の種類はペプチド結合と呼ばれ、本来はアミド結合です。
すなわち、（-［C＝O］-NH-）です。
アミノ酸の基本構造は、中心の炭素原子を中心とした主要な基で構成されている。
この基には、カルボン酸基（-COOH）、アミン基（-NH2）、アルキル基（R）、および水素原子が含まれる。
ペプチド鎖を形成するために鎖の延長が行われるとき、アミン基とカルボン酸基は端と端が一致するように配置される。
あるアミノ酸のカルボキシル基と別のアミノ酸のアミン基が反応して、ペプチド結合と呼ばれるアミド結合が形成される。
アミノ酸は、側鎖として働くアルキル基の性質によって互いに異なるが、中心の炭素原子の周りにある他の3つの基は、すべてのアミノ酸に共通です。
また、タンパク質となる22種類のアミノ酸のうち、9種類は他の化合物では体内で合成できない必須アミノ酸に指定されています。
ペプチド結合とは
前述したように、ペプチド結合はタンパク質を形成する際のアミノ酸間の主な反応です。
しかし、タンパク質の形成は多段階にわたる。
個々のアミノ酸は、ペプチド結合によって他のアミノ酸と結合し、ペプチド鎖を形成する。
複数のペプチド鎖が相互作用して、ポリペプチド鎖が形成される。
このポリペプチド鎖は、互いにユニークな物理的分子間相互作用を形成することで、タンパク質がさまざまな立体構造に自然に折り畳まれるようになる。
このフォールディングがタンパク質の指紋となり、タンパク質を識別している。
2つのアミノ酸が反応してペプチド結合を形成すると、その単位はジペプチドと呼ばれる。
この一単位の反応を縮合反応という。
あるアミノ酸のカルボン酸基（-COOH）と別のアミノ酸のアミン基（-NH2）が反応すると、水分子を放出しながらアミド結合/ペプチド結合が形成される。
この縮合反応にはエネルギーが必要で、必要なエネルギーはヒトの細胞内で生産されるATPによって得られている。
“Peptidformationball” By GYassineMrabet このベクター画像はInkscapeで作成されました。
