タンパク質は、生物系で最も豊富な有機分子の 1 つであり、すべての高分子の中で最も多様な機能を持っています。このレッスンでは、
タンパク質とは？
それらは、ペプチド結合（-CO-NH-）で結合したα-アミノ酸の高分子量混合ポリマーとして定義できます。タンパク質はすべての生物の主成分です。それらには炭素、水素、窒素、硫黄が含まれており、一部にはリンも含まれています。
植物はすべてのアミノ酸を合成できます。すべての動物が生命に不可欠であるにもかかわらず、動物はできません。
タンパク質の構造とは?
タンパク質の機能は、その構造によって異なります。それらは、ペプチド結合を介して頭と尾が結合したアミノ酸残基の1つまたは複数のストリングからなるバイオポリマーです。各ストリングは 3 次元構造に折り畳まれます。タンパク質構造には 4 つのレベルがあります。
一次構造は、翻訳の過程で作られる共有結合によってまとめられています。高次構造が形成されるプロセスはタンパク質フォールディングと呼ばれ、一次構造の結果です。固有のポリペプチドは複数の安定な折り畳み立体構造を持つ場合がありますが、各立体構造には独自の生物活性があり、1 つの立体構造のみが活性または天然の立体構造であると見なされます。
タンパク質の領域に二次構造がある場合、それはアルファ ヘリックスまたはベータ シートのいずれかです。ひもは、水素結合、疎水性相互作用、および/またはジスルフィド結合によって一緒に保持される、より大きな三次元構造にさらに折り畳まれます。
タンパク質は一般的に大きな分子であり、分子量が 3,000,000 に達することもあります。このようなアミノ酸の長い鎖は、ほぼ普遍的にタンパク質と呼ばれますが、アミノ酸の短い鎖は、ポリペプチド、ペプチド、またはオリゴペプチドと呼ばれることはほとんどありません。
多くのタンパク質は蒸留水中の溶液にとどまらないため、タンパク質は活性状態またはネイティブ状態、狭い範囲の pH 値、および最小量の電解質を含む溶液条件下でのみ存在する可能性があります。本来の状態を失ったタンパク質は、変性していると言われています。変性タンパク質は一般にランダムコイル以外の二次構造を持たない。本来の状態のタンパク質は、しばしば折り畳まれていると表現されます。
タンパク質にはどのような種類がありますか?
1. 収縮タンパク質
骨格系のアクチンとミオシンは、収縮性タンパク質の 2 つの例です。これらは筋肉の収縮と運動に関与しています。アクチンは、細胞の動きや分裂プロセスだけでなく、筋肉の収縮も制御します。ミオシンは、アクチンによって実行されるタスクにエネルギーを供給します。
2. 輸送タンパク質
それらは、ある器官から別の器官に特定の分子またはイオンを結合して運びます。たとえば、ヘモグロビンは、赤血球を介して血液を通じて酸素を輸送する役割を担っています。シトクロムは、電子伝達系で電子伝達タンパク質として機能します。血漿中のリポタンパク質は、脂質を肝臓から他の臓器に運びます。すべての生物の原形質膜と細胞内膜には、膜を横切ってグルコースとアミノ酸を結合して輸送する他の種類の輸送タンパク質があります。
3. 構造タンパク質
これらのタンパク質は、支持フィラメント、ケーブル、またはシートとして機能し、生物学的構造に強度または保護を与えます。コラーゲンは、腱や軟骨の主成分を形成する繊維状タンパク質です。革はほぼ純粋なコラーゲンです。靭帯に存在するエラスチンも構造タンパク質です。ケラチンは髪、爪、羽に存在します。絹繊維と蜘蛛の巣のフィブロイン;一部の昆虫の羽の蝶番に含まれるレシリンは、すべて弾力性の高いコラーゲンです。
4. 貯蔵タンパク質
これらは、生物が使用する金属イオンとアミノ酸の生物学的貯蔵庫として機能します。栄養タンパク質と貯蔵タンパク質は、植物の種子、卵白、牛乳に含まれています。たとえば、カゼインとオボアルブミンは、動物のアミノ酸を貯蔵する貯蔵タンパク質です。牛乳の主要なタンパク質であるカゼインと、卵白の主要なタンパク質であるオボアルブミンです。プロラミングリアジン（グルテンの成分）は小麦の貯蔵タンパク質であり、フェリチンは鉄（ヘモグロビンの成分）を貯蔵する貯蔵タンパク質です。
5. 防御タンパク質
これらは、抗原や外来の侵入者から身体を防御し、損傷から身体を保護する特殊なタンパク質です。免疫グロブリンまたは抗体は、リンパ球または脊椎動物によって作られる特殊なタンパク質です。それらは、血液中の細菌、ウイルス、およびその他の外来侵入者を特定して防御します。フィブリノーゲンとトロンビンは、血管系が損傷したときに失血を防ぐ血液凝固タンパク質です。
6. 調節タンパク質
これらは、細胞または生理学的活動を調節するのに役立ちます。ホルモンは調節タンパク質の例です。たとえば、インスリン、オキシトシン、ソマトトロピンなどです。インスリンはグルコース代謝を調節し、オキシトシンは出産時の収縮を刺激し、ソマトトロピンは筋肉細胞でのタンパク質産生を促進する成長ホルモンです.
