たんぱく質はどのようにしてはたらくの?
1)アミノ酸の性質
たんぱく質がどのようなものなのかは たんぱく質とアミノ酸は何が違うのですか? で説明しました。
アミノ酸の中心にある炭素は動物と同じく四本の足(手)を持っていて、それぞれの手足がほかのものと手をつなぐことができます。アミノ酸の炭素は、アミノと酸のほかに、三番目の手は水素、そして四番目の手には、アミノ酸の「残基(ざんき)」と呼ばれるものを持っています。
この残基には20種類が知られていて、これらの残基の性質の違いによってアミノ酸の性質が決まります。大きくわけると四種類の性質があります。ここにくり返しましょう。
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疎水性 |
水をはじく性質 |
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親水性(酸性) |
水と交わる性質。塩基性(弱いアルカリ性)のものを引き寄せる性質 |
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親水性(塩基性) |
水と交わる性質。酸性のものを引き寄せる性質 |
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親水性(中性) |
水と交わる |
このようないろいろな性質を持った残基を持ったアミノ酸をならべて、たんぱく質ができます。たんぱく質は、生物の体の中で、その体の部品の一つとなる「構造たんぱく質」や、いろいろな化学反応を行う「機能たんぱく質」があります。また、この二つの働きを併せ持っているものもあります。
機能たんぱく質には、生きていくのに必要な物質を外の世界から取り込んだり、体の他の場所に運んだり、また細胞の内部で正確に必要とされる場所に運んだりする「輸送たんぱく質」や、それらの物質から生きていくのに必要な成分を合成したり、要らなくなったものを分解したり、これらの物質の中に貯えられているエネルギーを取り出して利用したりする「酵素」があります。
酵素という名前は、パンを作るときに使う酵母の中にあるパン作り(発酵)の素というのがその由来です。
それでは、酵素の中で、これらの残基が実際にどのように働くのか。大玉転がしならぬ、「水クン」転がしを想像してみましょう。水分子−水クン−がたんぱく質の中の疎水性アミノ酸残基でできたトンネルの中を通り抜けて、青い鳥を育てている王様のいるお城に進んで行きます。
まずは、水クンと疎水性、親水性の残基たちとの関係を見てみましょう。

このように、疎水性残基は水をはじく性質があるので、水は疎水性残基の上を滑るように移動することができます。一方、親水性残基は水を引き寄せる性質があるので、自分の方に水を導くことができます。ですから、疎水性残基が並んでできたトンネルを、親水性残基に導かれて、水は目的地に行くことができるのです。
それでは、そのようなトンネルの作られるまでをご覧ください。
それでは、その様子を絵に描いたものをご覧ください。
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