4種類のタンパク質構造について学ぶ
ヌシャ・アシュジェイによるイラスト。ソートカンパニー
タンパク質 それは 生体高分子 構成されている アミノ酸 .ペプチド結合によって結合されたアミノ酸は、ポリペプチド鎖を形成します。 1 つまたは複数のポリペプチド鎖が 3 次元形状にねじれてタンパク質を形成します。タンパク質は、さまざまな折り目、ループ、および曲線を含む複雑な形状をしています。タンパク質のフォールディングは自発的に起こります。 化学結合 ポリペプチド鎖の部分の間は、タンパク質を一緒に保持し、その形状を与えるのに役立ちます.タンパク質分子には、球状タンパク質と繊維状タンパク質の 2 つの一般的なクラスがあります。球状タンパク質は、一般にコンパクトで、可溶性で、球形です。繊維状タンパク質は通常、伸長し、不溶性です。球状および繊維状タンパク質は、4 種類のタンパク質構造のうちの 1 つまたは複数を示す場合があります。
4 つのタンパク質構造タイプ
タンパク質構造の 4 つのレベルは、ポリペプチド鎖の複雑さの程度によって互いに区別されます。単一のタンパク質分子は、1 つまたは複数のタンパク質構造タイプ (一次、二次、三次、および四次構造) を含む場合があります。
1. 一次構造
一次構造 アミノ酸が結合してタンパク質を形成する独特の順序について説明します。タンパク質は20個のアミノ酸のセットから構成されています。一般に、アミノ酸には次の構造特性があります。
- タンパク質のフォールディングにより、 イオン結合 互いに密接に接触する正および負に帯電した「R」基の間で発生する可能性があります。
- 折り畳みは、システインアミノ酸の「R」基間の共有結合にもつながります。このタイプの結合は、いわゆる 二硫化物橋 .呼び出される相互作用 ファンデルワールス軍 タンパク質構造の安定化にも役立ちます。これらの相互作用は、分極した分子間で発生する引力と反発力に関係しています。これらの力は、分子間で発生する結合に寄与します。
すべてのアミノ酸は、水素原子、カルボキシル基、およびアミノ基に結合したアルファ炭素を持っています。の 「R」グループ の間で異なります アミノ酸 そしてこれらの違いを決定します タンパク質モノマー .タンパク質のアミノ酸配列は、細胞内で見つかった情報によって決定されます。 遺伝コード .ポリペプチド鎖のアミノ酸の順序は、特定のタンパク質に固有であり、特異的です。単一のアミノ酸を変更すると、 遺伝子変異 、ほとんどの場合、機能しないタンパク質になります。
2.二次構造
二次構造 タンパク質にその 3D 形状を与えるポリペプチド鎖のコイル状または折り畳みを指します。タンパク質で観察される二次構造には 2 種類あります。 1つのタイプは、 アルファ (α) ヘリックス 構造。この構造はコイルばねに似ており、ポリペプチド鎖の水素結合によって固定されています。タンパク質の二次構造の 2 番目のタイプは、 ベータ（β）プリーツシート .この構造は、折り畳まれているか、プリーツが付けられているように見え、互いに隣接している折り畳まれた鎖のポリペプチド単位間の水素結合によって一緒に保持されています。
3. 三次構造
三次構造 のポリペプチド鎖の包括的な 3-D 構造を指します。 タンパク質 .タンパク質を三次構造に保持する結合と力には、いくつかの種類があります。
4. 四次構造
四次構造 複数のポリペプチド鎖間の相互作用によって形成されるタンパク質高分子の構造を指します。各ポリペプチド鎖はサブユニットと呼ばれます。四次構造を持つタンパク質は、複数の同じタイプのタンパク質サブユニットで構成されている場合があります。また、異なるサブユニットで構成されている場合もあります。ヘモグロビンは、四次構造を持つタンパク質の例です。ヘモグロビン 血液 、酸素分子を結合する鉄含有タンパク質です。 2 つのアルファ サブユニットと 2 つのベータ サブユニットの 4 つのサブユニットが含まれています。
タンパク質構造タイプを決定する方法
タンパク質の三次元形状は、その一次構造によって決まります。アミノ酸の順序は、タンパク質の構造と特定の機能を確立します。アミノ酸の順序に関する個別の指示は、 遺伝子 セルで。細胞がタンパク質合成の必要性を認識すると、 DNA 解きほぐされ、 RNA 遺伝暗号のコピー。このプロセスは DNA転写 .次に、RNAコピーは 翻訳済み タンパク質を生成します。 DNA の遺伝情報は、アミノ酸の特定の配列と生成される特定のタンパク質を決定します。タンパク質は、生体ポリマーの一種の例です。タンパク質とともに、 炭水化物 、 脂質 、 と 核酸 生体内の有機化合物の 4 つの主要なクラスを構成する 細胞 .