アミノ酸(さん)とタンパク質(しつ)

同(おな)じ炭素(たんそ)原子(げんし)にアミノ基(き)-NH₂とカルボキシ基(き)-COOHをもつ化合物(かごうぶつ)をアミノ酸(さん)という。最(もっと)も簡単(かんたん)なアミノ酸(さん)はグリシンH₂N-CH₂-COOHで、側(がわ)鎖(くさり)がメチル基(き)のアラニンCH₃-CH(NH₂)-COOHなど、側(がわ)鎖(くさり)の違(ちが)う約(やく)20種類(しゅるい)が天然(てんねん)のタンパク質(しつ)に使(つか)われる。

アミノ酸(さん)は水溶液中(すいようえきちゅう)で、アミノ基(き)が-NH₃⁺に、カルボキシ基(き)が-COO⁻になった双(そう)性(せい)イオンとして存在(そんざい)する。水溶液(すいようえき)のpH(ピーエイチ)（新しいタブで開きます）によって正負(せいふ)の電荷(でんか)（新しいタブで開きます）のつりあいが変(か)わり、分子(ぶんし)全体(ぜんたい)の電荷(でんか)が0になるpH(ピーエイチ)を等電点(とうでんてん)という。

アミノ酸(さん)のうち4種類(しゅるい)の異(こと)なる原子(げんし)・原子(げんし)団(だん)が結合(けつごう)した炭素(たんそ)原子(げんし)（不斉炭素原子(ふせいたんそげんし)（新しいタブで開きます））をもつものには鏡像異性体(きょうぞういせいたい)が存在(そんざい)する。グリシンは側(がわ)鎖(くさり)が水素(すいそ)原子(げんし)（新しいタブで開きます）のみのため不斉炭素原子(ふせいたんそげんし)をもたない。

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1つのアミノ酸(さん)のカルボキシ基(き)と、別(べつ)のアミノ酸(さん)のアミノ基(き)が脱水縮合(だっすいしゅくごう)すると、-CO-NH-の形(かたち)をしたペプチド結合(けつごう)ができる。アミノ酸(さん)2個(こ)がペプチド結合(けつごう)した化合物(かごうぶつ)をジペプチド、多数(たすう)のアミノ酸(さん)がペプチド結合(けつごう)でつながった化合物(かごうぶつ)をポリペプチドと呼(よ)ぶ。

タンパク質(しつ)は多数(たすう)のアミノ酸(さん)がペプチド結合(けつごう)でつながったポリペプチドで、アミノ酸(さん)の並(なら)ぶ順序(じゅんじょ)を一次(いちじ)構造(こうぞう)という。鎖(くさり)の部分(ぶぶん)がらせん状(じょう)になるα-ヘリックスや、ジグザグに並(なら)ぶβ-シートのような立体(りったい)構造(こうぞう)を二次(にじ)構造(こうぞう)と呼(よ)ぶ。

二次(にじ)構造(こうぞう)どうしが折(お)り重(かさ)なって立体(りったい)的(てき)にまとまった構造(こうぞう)を三次(さんじ)構造(こうぞう)といい、複数(ふくすう)のポリペプチド鎖(くさり)が集(あつ)まった構造(こうぞう)を四次(よじ)構造(こうぞう)という。タンパク質(しつ)の働(はたら)きは、この立体(りったい)構造(こうぞう)によって決(き)まる。

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2つ以上(いじょう)のペプチド結合(けつごう)をもつ物質(ぶっしつ)に水酸化(すいさんか)ナトリウム水溶液(すいようえき)と少量(しょうりょう)の硫酸(りゅうさん)銅(どう)(Ⅱ)水溶液(すいようえき)を加(くわ)えると赤(あか)紫色(むらさきいろ)になる。このビウレット反応(はんのう)が起(お)こるのは、銅(どう)(Ⅱ)イオンがペプチド結合(けつごう)の部分(ぶぶん)に配位結合(はいいけつごう)（新しいタブで開きます）するためだ。

ベンゼン環(かん)をもつアミノ酸(さん)（チロシンなど）を含(ふく)むタンパク質(しつ)に濃(こ)硝酸(しょうさん)を加(くわ)えて加熱(かねつ)すると、ベンゼン環(かん)がニトロ化(か)（新しいタブで開きます）されて黄色(きいろ)になる。冷(ひ)やしてアンモニア水(すい)を加(くわ)えると橙色(だいだいいろ)に変(か)わる。この一連(いちれん)の反応(はんのう)をキサントプロテイン反応(はんのう)という。

タンパク質(しつ)を熱(ねつ)や強酸(きょうさん)（新しいタブで開きます）・強塩基(きょうえんき)、重金属(じゅうきんぞく)イオンなどで処理(しょり)すると、立体(りったい)構造(こうぞう)が崩(くず)れて性質(せいしつ)が変(か)わる変性(へんせい)が起(お)こる。変性(へんせい)すると酵素(こうそ)（新しいタブで開きます）としての働(はたら)きなどを失(うしな)い、多(おお)くの場合(ばあい)もとの構造(こうぞう)には戻(もど)らない。