たんぱく質の立体構造:たんぱく質の構成単位


T. たんぱく質の構成単位

たんぱく質の三次元構造は、アミノ酸がペプチド結合でつながった長い鎖が折りたたまれて組みあがっています。それぞれ折りたたまったかたまり(ドメイン)は、大きな集合体を構成することもあるし(ウイルスなど)、酵素の触媒反応部位や、分子結合部位を形成する場合もあります。アミノ酸の配列から3次元構造を予測する、如何にして折りたたまれるのかの解明は未だ研究課題のひとつですが、X線解析法やNMR法により実験的に決定された一群の構造から、いくつかの基礎原理は導き出されています。

では、たんぱく質の構成単位を最小単位から見ていくことにしましょう。

T-1. 一次構造・アミノ酸配列

たんぱく質は基本的には20種類のアミノ酸(図1)で構成されます。グリシン以外はすべてキラルな分子であり、たんぱく質中に存在するのはL-型アミノ酸(図2)です。アミノ 酸同士は、ペプチド結合(図3)でつながっています。このアミノ酸の並びを一次構造といいます。アミノ酸配列のデータベースは分子進化の研究目的で古くから作成されて おり、現在PIR-Internationalなどが代表としてあげられます。また、分子生物 学的に他のデータとのリンクなどをかね添えたEuropean Bioinformatics Institute (EBI)SWISS-PROTなどもあります。アミノ酸配列は、ALKH…など 1文字表記で表され、N末端側から並べられます。

 
図2:キラルなアミノ酸分子
図2−1:キラルなアミノ酸分子:L型アミノ酸
図2−2:キラルなアミノ酸分子:D型アミノ酸
L型アミノ酸 D型アミノ酸

 
図3:ペプチド結合
図3−1:ペプチド結合:結合前
(赤い部分に注目)
図3−2:ペプチド結合

 




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