タンパク質はアミノ酸で形成されている?タンパク質の構造を詳しく解説!

遺伝子

この記事では、糖質や脂質と並ぶ三大栄養素であるタンパク質の構造や種類について詳しく解説してきます。

「タンパク質の構造を詳しく知りたい」、「タンパク質とアミノ酸の違いを知りたい」という方は、ぜひこの記事を参考にしてみて下さい。

タンパク質の構造や種類ごとの役割を理解して、正しく摂取できる知識を身に付けましょう。

タンパク質の構造

女性

はじめにこちらの項目では、タンパク質の構造について詳しく解説していきます。

タンパク質は4つの階層構造により形成されております。

アミノ酸以外が含まれているのかによって単純タンパク質と複合タンパク質に分類されています。

まずは、タンパク質がどのように構造されているのか見ていきましょう。

1-1.タンパク質の1次構造

タンパク質は体内で消化されるときにアミノ酸まで分解されることになります。

そのアミノ酸がどのように構造されているのかによって、タンパク質の種類が異なるのです。

タンパク質を構造するためのアミノ酸は約20種類あります。

いずれかのアミノ酸と別のアミノ酸が結合している状態のことを、タンパク質の1次構造と言います。

1次構造のアミノ酸の配列は、遺伝子情報などによって決定され、そのうちの1つのアミノ酸を単位アミノ酸(アミノ酸残基)として決定します。

1-2.タンパク質の2次構造

タンパク質の1次構造で形成された鎖状のアミノ酸は、それだけではタンパク質としての機能を持っておらず、アミノ酸残基の間に水素結合が起き螺旋状の構造を作ります。

この状態のことをタンパク質の2次構造と言い、結合エネルギーは比較的少ないため、2構造は簡単な処理によって変化させることが可能です。

1-3.タンパク質の3次構造

タンパク質は2次構造の組み合わせによって、3次元的な構造へと変化していきます。

この構造のことを、タンパク質の3次構造と言い、立体的にまとまったタンパク質となります。

3次構造のタンパク質は、それぞれの鎖が相互に作用するため、多くのアミノ酸が関与する構造となるのです。

1-4.タンパク質の4次構造

タンパク質の中には、複数種の鎖式アミノ酸が結合して構造されるものがあります。

このような関係のことをタンパク質の4次構造と言います。

4次構造のように大型のタンパク質の単位はドメインと呼ばれ、現在では約100種類のドメインが確認されています。

タンパク質の種類

続いてこちらの項目では、タンパク質の種類について詳しく解説していきます。

タンパク質にはアミノ酸による構造があることを理解しても、実際にどのような役割があるのかを知らないと意味がありません。

タンパク質について詳しく知るためにも、こちらの項目もしっかり確認しておきましょう。

2-1.タンパク質の種類

タンパク質は、それを構造しているアミノ酸によって役割が異なります。

その役割は7種類に分類できます。まずは、構造しているアミノ酸ごとの役割を表にまとめたので見てみましょう。

 

タンパク質の種類

主なタンパク質

主な役割

酵素タンパク質

トリプシン、マクログロブリン

代謝などの化学反応

構造タンパク質

コラーゲン、ケラチン

人体の構造を形成する

貯蔵タンパク質

フェリチン、グリシニン

栄養の貯蔵

輸送タンパク質

アルブミン、ヘモグロビン

酸素や栄養素を体内に運ぶ

収縮タンパク質

アクチン、ミオシン

筋肉の構成

防御タンパク質

グロブリン、フィブリノーゲン

免疫機能

調節タンパク質

カルモジュリン

タンパク質の働きを調節

 

アミノ酸の構造によって、様々な種類のタンパク質があることが分かりました。

上記のタンパク質はアミノ酸のみで形成されている単純タンパク質です。

他にも脂質や糖質とアミノ酸で構造されている複合タンパク質もあります。

タンパク質の摂取量

レジ作業

次にこちらの項目では、タンパク質の1日の摂取量を紹介していきます。

どの程度のタンパク質を毎日摂取しなければいけないのかを、きちんと確認しておきましょう。

3-1.タンパク質の摂取量

タンパク質は、1日に必要な総エネルギー量の15%ほどを摂取する必要があるとされています。

タンパク質は1gあたり4kcalとなるので、成人男性の場合は約100g、成人女性の場合は約75gの摂取が必要です。

1日に必要な消費エネルギーは、基礎代謝量から計算することが可能なので、自分に必要なエネルギー量を知っておきましょう。

 

必須アミノ酸とは?

食事

最後にこちらの項目では、体内で生成することができません。

タンパク質から摂取するしかない必須アミノ酸について解説していきます。

必須アミノ酸の種類や役割を知りたい方は、こちらを参考にしてみて下さい。

4-1.必須アミノ酸とは?

必須アミノ酸とは、体内で生成することができないアミノ酸のことです。

トリプトファン・リジン・ロイシン・イソロイシン・メチオニン・バリン・フェニルアラニン・ヒスチジン・スレオニンの9種類があります。

また、子供の場合はアルギニンを加えた10種類が必須アミノ酸となっております。

成長を促す役割のアミノ酸もあるので、積極的に摂取することが必要です。

下に必須アミノ酸の役割を表にまとめたので、しっかり確認しておきましょう。

 

トリプトファン

鎮痛、睡眠、精神安定の作用があるセロトニンをつくる原料

リジン

ブドウ糖の代謝促進、体内の組織の修復、肝機能の向上

ロイシン

肝臓の機能向上

イソロイシン

成長促進、神経の働きを補助

メチオニン

ヒスタミンの血中濃度の低下

バリン

成長促進

フェニルアラニン

ドーパミンやノルアドレナリンをつくる原料

ヒスチジン

成長促進、神経の働きを補助

スレオニン

成長促進、脂肪肝の防止

アルギニン

免疫力向上、筋肉の強化、成長ホルモンの生成

 

まとめ

今回は、体をつくる栄養素で知られているタンパク質について解説してきました。

約20種類のアミノ酸で構造されていることや、体をつくる以外にも役割がたくさんあることが分かりました。

特に、成長期の子供はタンパク質に摂取が欠かせないので、必須アミノ酸を中心に積極的に摂取するようにしましょう。

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