タンパク質の構造についての議論では、4つのレベルの構造がよく引用されます。 これまでは、そのうちの3つを考えてきました。 一次構造は、アミノ酸の配列です。 二次構造とは、アミノ酸配列の中で近くにあるアミノ酸残基の空間的な配置のことです。 これらの配列の中には規則的なものがあり、周期的な構造を形成している。 αヘリックスやβストランドは二次構造の要素である。 三次構造とは、配列上で離れているアミノ酸残基の空間的な配置や、ジスルフィド結合のパターンのことである。 次に、2本以上のポリペプチド鎖を持つタンパク質について説明する。 このタンパク質は、4段階目の構造を持つ。 このようなタンパク質の各ポリペプチド鎖はサブユニットと呼ばれる。 四次構造とは、サブユニットの空間的な配置と、その相互作用の性質を指す。 最も単純な四次構造は、2つの同じサブユニットからなる二量体である。 この構造は、バクテリアのウイルスであるλに含まれるDNA結合タンパク質Croに見られます(図3.48)。 もっと複雑な四元構造もよく見られます。 複数の種類のサブユニットが存在することもあり、その数もさまざまです。 例えば、血液中の酸素運搬タンパク質であるヒトのヘモグロビンは、図3.49に示すように、1種類のサブユニット(αとする)2個と、別の種類のサブユニット(βとする)2個から構成されています。 このように、ヘモグロビン分子はα2β2の4量体として存在している。
図3.48
第四次構造。 バクテリオファージλのCroタンパク質は、同一のサブユニットからなる二量体です。
図3.49
ヒトヘモグロビンのα2β2四量体。 2つの同じαサブユニット(赤)の構造は、2つの同じβサブユニット(黄)の構造と似ていますが、同じではありません。 分子内には4つのヘム基(黒 (more…))
ウイルスは、同じ種類のサブユニットを対称的に繰り返し使用するコートを形成することで、限られた遺伝情報を最大限に活用しています。 風邪の原因ウイルスであるライノウイルスの被膜には、4つのサブユニットがそれぞれ60個ずつ含まれています(図3.50)。
図3.50
複雑な第四次構造。 ライノウイルスのコートは、4つのサブユニットのそれぞれ60コピーからなる。 (A)ウイルスの外側から見た3種類のサブユニット(赤、青、緑)の模式図。 (B) 電子顕微鏡写真 (more…)