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| 生命を担うこの不思議なアミノ酸のネックレス
－その蛋白質構造の数理解析研究への誘い－ |
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タンパク質についてどのようなイメージをお持ちですか？ |
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栄養素としてのタンパク質 |
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肉、お魚、卵などでも目玉もその最も主要な成分はタンパク質から出来ていることをご存知ですか？
目玉の水晶体には約３５％のクリスタリンと言うタンパク質で出来ています。 |
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身体を作る働き |
| 蛋白質の働き |
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そのほかには |
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食べ物を消化する：消化酵素など |
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エネルギーを作る：ATP合成酵素など |
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体内で分子を変換する：Alcohol 脱水素酵素 |
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物質を運搬する：酸素を運ぶヘモグロビン |
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外敵から身体を守る：免疫グロブリン |
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身体の働きを調節する：ホルモン |
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蛋白質とはどんな物理化学物質か？ |
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蛋白質はグルタミン酸やアスパラギン酸など２０種のアミノ酸が数珠つなぎになったいわばアミノ酸のネックレスのようなもの。 ・このことが知られたのは以外にも比較的新らしく戦後のことである。
・全ての生物、ウイルスからモモンガ（？）まで例外なく２０種のアミノ酸をその構成要素としている。 |
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アミノ酸とは？ |
アミノ酸の一般式（基本構造）
R
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NH３－CH－COOH
・R（側鎖）の違いによってグルタミン酸やアスパラギン酸など２０種類に分類される |
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出典：岡田吉美「プロテインエンジニアリング」東京化学同人
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蛋白質は２０種類のアミノ酸のネックレス －蛋白質の基本構造
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ポリペプチド結合 |
そのLinearity（線形性）に注意 |
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スペクトル解析など数学的な取り扱いが容易となる。 |
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アミノ酸サプリメントについてのコメント |
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薬理作用があるからと言って特定のアミノ酸を大量・長期にわたって服用することは控える。 |
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（２０種のアミノ酸の体内でのバランスが崩れる） |
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アミノ酸にはL型とD型があり、天然にはL型しか存在しない（つまりD型では蛋白質を合成できない）。 |
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・人工合成（化学合成）したものには、L型、D型、L/D混合型がある。これらは調味料、食品添加物、医薬品などに使われている。 |
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アミノ酸サプリメントにはL型、D型、L/Dの表示がなされていない（場合がある）。 |
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もし摂取するなら出来るだけ天然のものを。 |
では一体何？？？がこの配列を決めているのでしょうか？
－？？？の登場－
？？？→それはDNAです －蛋白質合成のレシピ－ （蛋白質はどうやって作られるか？）
●セントラルドグマ（中心教義）
DNA → ｍRNA → 蛋白質
（DNAの情報を運ぶ） ↑
ｔRNA（アミノ酸を運んでくる）
DNA－遺伝暗号－とは？
●DNAとはどう言うアミノ酸をどう言う順序で並べるか？その情報が暗号化されている化学物質である。 |
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ＤＮＡの構成要素 |
DNAとは４種類の塩基から構成されている。
・４種類の塩基とは；
DNAの基本構造①
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ＤＮＡはいわば生命のロゼッタストーン |
DNAの構造
つまりDNAは；
A（アデニン） ： T（チミン）
G（グアニン） ： C（シトシン） の塩基対からなる２重らせん構造を呈している。
そして；
AはTとのみ結合する
GはCとのみ結合する
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ワトソンとクリックの写真 (出典：Ｊ．Ｄ．ワトソン「二重らせん」タイムライフインターナショナル)
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故ロザリンド＝フランクリンとＸ線回折像
(出典：Ｊ．Ｄ．ワトソン「二重らせん」タイムライフインターナショナル)
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１９５３年NATURE論文 (出典：輪湖 博「遺伝情報の科学」成文堂)
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カエルの子はカエル －そのDNA的根拠－ (出典：輪湖 博「遺伝情報の科学」成文堂)
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３Ｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ＤＮＡ
(出典：平山令明
「分子レベルで見た体のはたらき」講談社) |
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では、遺伝暗号はたんぱく質をどのように暗号しているのか？ |
？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？
？ATCCGATTCCGAACGTAAGCGCTTAGCGCGTATACCGGTAAG?
？CTCCTTGCGTGAATCCATTGCCTAACGGAATCGTAGACTCCT？
?GAATCGTAATTGCCTAACTCGGTAACCAACCGCCTACGGAATC？
？TCCATTGCCATCCATTGCCTAACTCGGTAACCGCCTAACTCGG?
？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？ |
●それはA,T,G,Cの４つの塩基でアミノ酸をコードしているのです。
えっ？ A,T,G,Cの４文字でどうやって２０種類
ものアミノ酸をコードするの？
トリプレット ―組み合わせの妙―
４：これでは４つしかコード出来ない
A,T,G,C
４ｘ４：これでは１６個のアミノ酸しかコード出来ない
AA, AT, AG, AC, TT, TA, TG, TC,
GG, GA, GT, GC, CC, CA, CT, CG
●４ｘ４ｘ４？： そうなのです！ 例えば、
AAA：Lys (ﾘｼﾞﾝ)、 ATG：Met (ﾒﾁｵﾆﾝ)
ATC：Ile (ｲｿﾛｲｼﾝ) 、 ・・・・ CCC：Pro (ﾌﾟﾛﾘﾝ) |
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遺伝子のネックレスから蛋白質のネックレスへ
（出典：蛋白質研究奨励会編「タンパク質」東京化学同人）
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