2) タンパク質の一次、二次、三次、四次構造





タンパク質の構造は
4つの階層構造を持ちます。
すなわち
一次構造、二次構造、三次構造、四次構造です。



一次構造とは
タンパク質を構成するアミノ酸の配列のことです。

Ala-Gly-Pro・・・
といった記法で表されます。

一般的に、アミノ酸配列は
アミノ基末端(N末端)を1番として
左において表します。



二次構造とは
約10~20アミノ酸残基によるポリペプチド鎖において
局所的に見られる、規則的な構造のことです。

α-ヘリックス構造や
βシート構造などがあります。

ポリペプチド鎖の
ペプチド結合間や
周囲の水分子との水素結合による
かなり安定な立体構造のことです。

※モチーフについて
二次構造の組み合わせとしての局所構造が
いくつかのタンパク質で見られることがあり
これをモチーフと呼びます。

代表的なモチーフとしては
β-ヘアピンと呼ばれる
2つの逆平行βシート構造が
小さなループで結合された構造が挙げられます。



三次構造とは
一分子のタンパク質分子の
三次元構造のことです。

PDB(Protein Data Bank)により
様々なタンパク質の立体構造を見ることができます。

イオン結合、疎水結合、ファンデルワールス力
水素結合、S-S結合(ジスルフィド結合)など
様々な力により安定します。


※ドメインについて
いくつかのモチーフが集まった局所構造のことを
ドメインと呼びます。

ドメインは
構造的、機能的にある程度独立した性質を持ちます。

代表的なドメインとしては
ジンクフィンガードメインが挙げられます。

このドメインは
2つの逆平行βシートと、1つのα-ヘリックスからなり
亜鉛イオンを含む局所構造のことです。

DNAと結合し、特別な構造モチーフを形成し
遺伝子調節に重要な役割を果たすことが知られています。
多くの、転写因子として機能するタンパク質に
共通に見られるドメインです。



四次構造とは
三次構造を形成したタンパク質分子が
ニ分子以上集合した、重合体のことです。

言い換えると
比較的少数のモノマー(構成単位。単量体とも呼ばれる。)が集合した
オリゴマー構造のことです。

四次構造を構成する
それぞれのタンパク質分子は
サブユニットと呼ばれます。



注意すべき点として
タンパク質の立体構造は
決して一定のもの、すなわち静的な構造でない
ことがあげられます。

すなわち
タンパク質は
生体内において、構造のゆらぎを持って存在する
動的な存在です。