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2005.02.02

　ちょっと難しいですが、タンパク質の引用を少し続けます。様々なタンパク質の状態を良好に保つということが、「健康」に繋がるということだと思います。普通タンパク質というと「体を形造る」などという簡単な言葉で済まされがちですが、これがまた複雑極まりない代物のようです。

●単純なユニットで無限の構造
　タンパク質は２０種類のアミノ酸をつなげた高分子であって、ユニットから見るとじつに単純である。ユニットという言葉では、タンパク質の部分構造である二次構造も一般的な構造のユニットであり、その種類はごくわずかである。それにもかかわらず、タンパク質がひじょうに多様な機能を持つことは驚きである。そこには単純なユニットからほとんど無限の構造を生成することができる高分子の特徴がよくあらわれている。
　まず、タンパク質のアミノ酸配列は、可能な配列のなかでひじょうに特殊なものが選ばれていることは確かである。１００個のアミノ酸からなるタンパク質を考えてみると、２０種類のアミノ酸をランダムに配列すれば、潜在的には２０の１００乗種類のタンパク質が可能である。この天文学的な数に対して、ヒトゲノムの中に含まれる遺伝子はせいぜい数万であり、選択的スプライシンングを考えたとしてもタンパク質の種類は数十万くらいだろう。そのちがいはまさに桁はずれである。そういう意味では、実際のタンパク質は高度な機能をもつことができた特殊な配列なのかもしれない。
　タンパク質の立体構造についても同様の計算ができる。タンパク質はアミノ酸がペプチド結合（CO－NHの結合）で一次元的につながったものである。一般的に高分子には、結合部位のところで回転の自由度がある。タンパク質の場合は、っ各アミノ酸が２種類の回転の自由度を持っている。側鎖がある程度の大きさを持っているために、高分子の回転の自由度には制限がある。一般的に各自由度は３つの可能な方向を持っているので、ひとつのアミノ酸は９つの可能な構造をもつと考えていい。
　典型的なタンパク質は、１００～５００個のアミノ酸を含んでいるので、タンパク質の構造の自由度は、原理的には１０の１００乗を超えることになる。ひとつの生体高分子は一般の高分子と同じように、潜在的に膨大な数の構造をとりうるのである。しかし、実際のタンパク質はひとつのまたはかぎられた数の安定な立体構造をとる。つまり、タンパク質は天文学的な数の立体構造のなかから、機能に適切なごくかぎられた数の立体構造をとるように、天文学的な数のアミノ酸配列から特定の配列が選ばれたのである。

（satom）
　タンパク質は２０種類のアミノ酸から作られているのですが、そのいくつかのアミノ酸の配列により、特定の立体構造ができるようです。タンパク質では、例えばその中のアミノ酸のひとつが似たようなアミノ酸に入れ替えられても、その立体構造に変位がなければ、機能的に問題ないようです。
　私たちの体の様々なタンパク質も特定な立体構造を持っているために、役に立って機能しているようです。何らかの影響でこの立体構造が変化してしまうようなことになりますと、機能不全→病的症状の顕現ということになるようです。

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