蛋白質の立体構造

質問

蛋白質が自動的に立体構造を持つとき、どのようにして持つのか、原理というかメカニズムを教えてください。よろしくお願いします。

回答No.5

fujishiro

実はこの辺りの問題は簡単でいて、とても難しいのです。
先の回答者さんも述べられているとおり、タンパクの立体構造が「もっともエネルギー的に有利な」（すなわち安定的な）形を保持することはわかっています。そしてそのために必要な力もかなりわかっています。これだけわかっているならアミノ酸配列がすべてわかっていたらタンパクの立体構造は計算で全部出そうなもんなんですが…実は未だに超難しいのです。
ぶっちゃけ、とてもすべてはわかっていないんですね。

だいたい、安定な形をとるなんて一言で言っても、そもそも安定な形ってなんやねんという話なんですよ。例えば有名なプリオン病にしたって、異常プリオンと正常プリオンではアミノ酸配列は同じなのに、立体構造が違うんです。数年前の教科書ならアミノ酸の一次構造が同じなら立体構造も同じになるというのが常識にもかかわらず、です。

ここでこのプリオン研究者（ノーベル賞受賞したはず）が考え出したのが、タンパク質には「型」がある、というものなんですね。
タイヤキをつくる過程を思い出してみてください。アミノ酸のペプチドというのは、半分、液体なものである程度の自由な形をとることが出来ます。そして型に嵌められ、ガチっとかたまるんですね。その時の力は先の回答者さんが言ってるとおりのものです。そして、出来あがるものは安定的なものが「優先」されるのも事実です。
プリオン病は正常なタイヤキとして出来あがりそうなプリオンを、違う型によって大判焼きに変えるという現象なのです（笑。

ちなみにこのタンパク質の「型」という考え方は分子シャペロンと呼ばれる考え方で、いわゆるポストゲノムのホットスポットのひとつです。この「型」の役割をするものは全タンパクの1％にもなる（遺伝子の数は3万8千あるので比率としてはかなり大きい）という報告もあります。細胞というものはタンパクの立体構造にすさまじいエネルギーを費やしているわけなんですね。

最後に。これらの話は数年前の教科書にはまったく触れられておらず、高校生レベルのレポートやテストでこの回答を書いても教師がわからないので点はもらえないんじゃないかなーと思います。

お礼

とても詳しく、わかりやすい例も入れて下さり、ありがとうございました。