ポリペプチド鎖とは? 生命の設計図を解く基本ガイド(中学生向け)共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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ポリペプチド鎖とは? 生命の設計図を解く基本ガイド(中学生向け)共起語・同意語・対義語も併せて解説!
この記事を書いた人

高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


ポリペプチド鎖とは

まず基本を押さえましょう。ポリペプチド鎖とは、アミノ酸と呼ばれる小さな部品が連なってできる長い鎖のことです。この鎖は、体のさまざまな機能を担う「タンパク質」の土台となります。タンパク質は生き物の体の構造をつくったり、反応を手伝ったりといった重要な役割を果たします。つまりポリペプチド鎖はタンパク質の骨格となる部分だと覚えてください。

どうやってつくられるのか

体の中でポリペプチド鎖ペプチド結合という特別な結合で、左から右へ順番にアミノ酸がつながることによって作られます。ペプチド結合は水分子が抜ける反応(脱水縮合反応)により生まれ、鎖はN末端からC末端へと伸びていきます。鎖の長さは1本の鎖でも数十程度の短いものから、数百~数千個の長いものまでさまざまです。

翻訳と折りたたみの過程

遺伝情報はRNAという別の分子に写され、リボソームという工場のような部位でポリペプチド鎖が作られます。ここでの設計図はDNAにあり、それが読み取られてアミノ酸が順番につながるのです。ポリペプチド鎖が作られた後、体の中には自分の形に折りたたまれる作業が待っています。折りたたみ方が違えば機能も変わってしまうため、折りたたみの補助をするタンパク質(シャペロンと呼ばれるものもいます)が大切な役割を果たします。

ポリペプチド鎖がタンパク質になるまで

ポリペプチドが正しく折りたたまれて完成すると、それが1本のタンパク質になります。タンパク質は体の構造を作ったり、化学反応を手伝う触媒として働いたりします。1つのタンパク質は複数のポリペプチド鎖が組み合わさっていることもあり、鎖の配列と折りたたみ方が機能を決める大きな要因です。

身近な例とイメージ

身の回りの生物はみんなタンパク質でできています。例えば髪の毛の成分や筋肉の材料、消化を助ける酵素、体を守る抗体など、いろいろな場所で活躍します。ポリペプチド鎖という“設計図の部品”が並んで折りたたまれると、細胞はそれぞれの役割を果たすタンパク質へと変身します。

用語の基礎

<th>用語
説明
ポリペプチド アミノ酸がペプチド結合でつながった長い鎖。タンパク質の骨格になる。
アミノ酸 タンパク質の基本単位。20種類あり、さまざまな組み合わせで鎖をつくる。
ペプチド結合 2つのアミノ酸をつなぐ化学結合。鎖を作る“つなぐ糸”の役割。
タンパク質 体の機能を担う大きな分子。1本以上のポリペプチド鎖が折りたたまれてできることが多い。

まとめと覚えておきたいポイント

ポリペプチド鎖はアミノ酸がつながってできる長い鎖であり、ペプチド結合で結ばれていきます。翻訳という過程で鎖が作られ、折りたたまれてタンパク質となり、体のさまざまな機能を担う役割を持ちます。生物の設計図が正しく読み取られて適切に組み立てられることが、生命の基本的なしくみなのです。

参考の整理

もし内容をもう一度整理したいときは、上の用語表を見て、それぞれの語が指す意味を結びつけて覚えると分かりやすくなります。


ポリペプチド鎖の同意語

多肽鎖
アミノ酸がペプチド結合でつながり、長く連なった鎖状分子のこと。タンパク質を構成する基本単位となるポリペプチド鎖を指す一般的な語。
ペプチド鎖
アミノ酸がペプチド結合でつながった鎖状分子。ポリペプチド鎖と同義として使われる場面が多いが、文脈によっては“ペプチド”自体(短い鎖も含む)を指すこともある。
アミノ酸鎖
アミノ酸が結合してできた鎖状の分子。ポリペプチド鎖の別称として使われることがあるが、意味はやや広く、“鎖状のアミノ酸配列”を指す場合もある。

ポリペプチド鎖の対義語・反対語

モノマー(単量体)アミノ酸
ポリペプチド鎖を構成する基本単位であるアミノ酸の単体。複数が結合して初めて鎖になる前の状態です。
自由アミノ酸
ペプチド結合が形成されず、単独で存在するアミノ酸分子の状態。
アミノ酸単体
一つのアミノ酸分子のこと。
ペプチド結合なしのアミノ酸
まだペプチド結合を形成していない自由なアミノ酸の状態を指します。
折りたたまれていないポリペプチド鎖
線状のアミノ酸鎖が三次元構造へ折りたたっていない状態。
完成したタンパク質(3次元構造を持つ状態)
ポリペプチド鎖が折りたたまり、機能する三次元構造をもつタンパク質の状態。
核酸鎖
DNAやRNAの長い鎖のことで、ポリペプチド鎖とは別の高分子の鎖。
非ポリペプチド性高分子
ポリペプチド鎖ではない別の種類の高分子を指す概念。

ポリペプチド鎖の共起語

アミノ酸
ポリペプチド鎖を構成する基本単位。20種類のα-アミノ酸がペプチド結合で連結され、鎖を作る。
ペプチド結合
隣接するアミノ酸を結ぶ結合で、脱水縮合反応により形成される。
一次構造
ポリペプチド鎖のアミノ酸配列そのもの。どのアミノ酸が並ぶかが機能と折りたたみに影響する。
二次構造
局所的な折りたたみパターン。主にα-ヘリックスやβ-シートが現れる。
三次構造
ポリペプチド鎖全体の三次元構造。疎水性相互作用や水和などが安定化因子。
四次構造
複数のポリペプチド鎖が組み合わさってできる機能的な立体構造。
N末端
ポリペプチド鎖のアミノ基を持つ端。翻訳後に最初に現れる端。
C末端
カルボキシル基を持つ端。翻訳の終わり近くで現れる端。
アミノ酸残基
鎖を構成する個々のアミノ酸単位のこと。
折りたたみ
一次構造から三次構造へと空間の整った形に折りたたまれる過程。
疎水性相互作用
水中での疎水性残基が内側へ集まり、折りたたみを引き起こす主要な力。
水和
水分子との相互作用。周囲の水が折りたたみ安定性に影響を与える。
翻訳
RNAの情報を用いてアミノ酸を連結しポリペプチド鎖を作る細胞内の過程。
リボソーム
翻訳が行われる細胞の機械。巨大なRNA-タンパク質複合体。
mRNA
翻訳の設計図となる核酸。遺伝情報を転写後に翻訳へ渡す。
tRNA
アミノ酸をリボソームへ運ぶRNA分子。
脱水縮合反応
隣接するアミノ酸間でペプチド結合を作る反応(水分子が除去される)。
末端修飾
N末端やC末端で起こる化学的改変。機能や安定性を調整することがある。
分子量
ポリペプチド鎖の総分子量。アミノ酸残基数に依存して決まる
アミノ酸性質
残基の疎水性・極性・電荷性などの性質が折りたたみや相互作用に影響する。
タンパク質
ポリペプチド鎖が折りたたまれて機能を持つ生体高分子。
ペプチダーゼ
ペプチド結合を切断する酵素。タンパク質分解や加工に関与。
発現系
生物体内または試験管内でポリペプチド鎖を作る方法。
遺伝子情報
ポリペプチド鎖の配列を決定するDNA情報。
配列特異性
アミノ酸配列の順序が特定の折りたたみや機能を決める。
折りたたみ病
折りたたみ異常により機能が失われる病気の総称。
翻訳開始因子
翻訳を開始する際に必須のタンパク質群。
翻訳終結コドン
終止コドンに達したとき翻訳が停止する信号。
鎖長
ポリペプチド鎖のアミノ酸残基の総数。

ポリペプチド鎖の関連用語

ポリペプチド鎖
アミノ酸がペプチド結合で直線状につながった長い分子。タンパク質の基本的な構成要素で、N末端からC末端へと読み書きされる。
アミノ酸
ポリペプチド鎖の基本単位。20種類の基本ユニットで、アミノ基とカルボキシル基を持ち、側鎖(R)によって性質が異なる。
アミノ酸残基
ポリペプチド鎖を構成する単位となる各アミノ酸のこと。
ペプチド結合
2つのアミノ酸をつなぐ結合。カルボキシル基とアミノ基が結合してできる。
脱水縮合反応
ペプチド結合が形成されるとき、水分子が1分子取り除かれる反応。
一次構造
ポリペプチド鎖の直線的なアミノ酸配列。
二次構造
鎖の局所的な折りたたみ様式。代表例はα-ヘリックス、β-シート、ランダムコイル。
α-ヘリックス
右巻きの螺旋状二次構造で、水素結合によって安定化される。
β-シート
隣接するポリペプチド鎖の伸長が平行または反平行に並ぶ二次構造。水素結合で安定化。
ランダムコイル
特定の規則性がなく折りたたまれた領域。
三次構造
ポリペプチド鎖全体の三次元の立体構造(全体の折りたたみ形)。
四次構造
複数のポリペプチド鎖(サブユニット)からなるタンパク質の全体的な構造。
N末端
ポリペプチド鎖のアミノ基側の端。
C末端
ポリペプチド鎖のカルボキシル基側の端。
アミノ酸配列
N末端からC末端へ並ぶアミノ酸の順序。一次構造の表現。
疎水性相互作用
疎水性の側鎖が集まることで折りたたみを促進する重要な力。
水素結合
水素原子を介した結合で、二次・三次構造の安定化に寄与。
電荷相互作用
帯電した基どうしの引力・反発力。構造安定性や結合の特異性に関与。
イオン結合
正負の電荷をもつイオン間の静電的結合。
タンパク質
1つ以上のポリペプチド鎖が折りたたまって機能を有する生体分子。
翻訳
DNAの遺伝情報をもとにmRNA上の指示を読み取り、リボソームでポリペプチド鎖を合成する過程。
リボソーム
翻訳が行われる細胞小器官。RNAとタンパク質からなる。
mRNA
転写された遺伝情報を運ぶ核酸。翻訳のテンプレート
tRNA
アミノ酸をリボソームへ運ぶ小さなRNA分子。
アミノアシルtRNA
アミノ酸が結合したtRNA。翻訳時にアミノ酸を運ぶ役割。
ペプチジルトランスフェラーゼ
リボソームの触媒部位で、ペプチド結合の形成を進行させる酵素的機能を果たす。
シャペロン(折りたたみ補助タンパク質)
ポリペプチド鎖の正しい折りたたみを助ける分子機能のタンパク質。
翻訳後修飾
ポリペプチド鎖がタンパク質として機能する前に行われる糖鎖付加やリン酸化などの化学修飾。
グリコシル化
タンパク質に糖鎖が付加される翻訳後修飾の一形態。
変性
高温・酸・塩などの影響で二次・三次構造が崩れ、機能を失う状態。
再折りたたみ
変性後に正しく折りたたみ直すプロセス。シャペロンが関与することが多い。
ドメイン
機能的に独立して折りたたまれたポリペプチド鎖の区分。複数のドメインから成ることもある。
等電点
タンパク質やアミノ酸が電荷をもつ合成のpHの点。pIともいう。

ポリペプチド鎖のおすすめ参考サイト


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