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3-3:タンパク質代謝のキーワード

[3] タンパク質の高次構造[structure of proteins]

 タンパク質は100個以上のアミノ酸がペプチド結合でつなげられてポリペプチド鎖を形成した鎖状ポリマーである。アミノ酸の側鎖には酸性基、塩基性基があるものが多いので、タンパクの性質はpHによって変わる。
 アミノ酸鎖状ポリマー配列には、タンパク質が固有の三次元構造を作るために必要な情報が含まれる。タンパク質の構造には、一次、二次、三次、四次の階層がある。
 一次構造は、アミノ酸がペプチド結合でつながったポリペプチド鎖である(図2)。二次構造は、ポリペプチド鎖が水素結合によりαへリックス、βシート、ターン、ループなど規則的構造に折りたたまれ形成される(図4)。二次構造をもったポリペプチド鎖は、非極性の芯をもつ密な構造である三次構造に折りたたまれる。さらに、多サブユニット複合体を形成する複数のポリペプチド鎖の特異的な会合により四次構造が形成される。
図2

図2●α-アミノ酸の構造(a)とアミノ酸のペプチド結合(b)
タンパク質を構成するアミノ酸は、アミノ基(-NH2)とカルボキシル基(-COOH)が同一の炭素原子に結合したα-アミノ酸である。Rは側鎖を表す。アミノ基とカルボキシル基が水を失ってペプチド結合がつくられる。
参考文献3-3-4より引用)

図4

図4●タンパク質の高次構造
a、b:ポリペプチドの二次構造。aがαへリックス、bがβシートである。
c:ミオグロビンの三次構造模型である。
(a、b:参考文献3-3-4をもとに作成、c:参考文献3-3-5をもとに作成)

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