4.13 : Protein Organization

タンパク質はアミノ酸残基のポリマーです。それらは汎用性が高く、DNA複製、分子輸送、触媒作用、構造的支持など、さまざまな細胞機能に関与しています。タンパク質は、一次構造、二次構造、三次構造の少なくとも3つのレベルの組織からなる階層構造を持っています。一部の大きなタンパク質は、個々のタンパク質サブユニットが互いに結合した四次構造を持っています。

タンパク質の主要な構造は、そのアミノ酸配列です。アミノ酸はペプチド結合を介して結合され、アミノ末端(N末端)とカルボキシル末端(C末端)の2つの末端を持つポリペプチド鎖を形成します。アミノ酸の配列は、タンパク質の最終的な折り畳まれた形を決定します。20種類のアミノ酸を異なる配列で配列して、さまざまなポリペプチドを作り出します。

二次構造とは、水素結合によって安定化されたアミノ酸鎖の局所的に折り畳まれた領域を指します。二次構造には、α-ヘリックスとβ-プリーツシートの2種類があります。これらの二次構造要素は、単純なループで接続されています。

二次構造がさらに集合すると、タンパク質の最終的な折り畳まれた形態が生成されます。タンパク質のこのような三次元または三次構造は、アミノ酸側鎖間の相互作用によって安定化されます。水素結合、静電力、ジスルフィド結合、およびファンダーワールス力は、折り畳まれた形態を安定化させます。これは、多くの場合、タンパク質の天然または機能状態です。

タンパク質サブユニットと呼ばれる2つ以上の折り畳まれたポリペプチド鎖が複合体を形成すると、四次タンパク質構造が作られます。