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アミノ酸の共通構造

アミノ酸の共通構造
アミノ酸の共通構造
 上に示したのは「アミノ酸の共通構造」です。
 
 生物の利用する20種類のアミノ酸は、上の写真で<Cと黒く書いてある部分>に結合するもの(側鎖)が違っています。
 
 そして、カルボキシル基やアミノ基は、炭素との結合軸で自由に回転しているはずです。
 
 でも、立体構造をとる時には、ペプチド結合をした残りのC=OとN-Hの向きが問題となります。これは、「どの向きに水素結合をするのか」ということに関わってきます。
 
 よって、製作する際には、向きに注意する必要があります。この「向き」に関しては、2(αβ)および25(αヘリックス)を御覧下さい。
 
 また、「化学便覧 基礎編 II」のデータでは、アミノ基とカルボキシル基がイオンとなっています。この方が実際の形なのでしょうけれど作りにくいし、なによりペプチド結合をしてタンパク質になることを示すにも困るので、イオン化していない状態で作成することにしています。
 
 以下に示す3つの部品を組み合わせると「アミノ酸の共通構造」になります。

A、<C>の製作です。
a-b 切断面の直径(cm)
C-C 3.0
C-N 2.4
C-H 2.4
<C>
 35mm球を黒く塗り、109.5度の角度定規を用いて、30mm→30mm(グリシンの場合は24mm)→24mm→24mmと切ります。
 
 「30mm→30mm」と切りますと、両者の円の重なりができて、「切れ線」と呼ぶ線ができます。
 
異性体のアミノ酸
 この炭素は4つの手に異なるものと結合していますので、不斉炭素原子といわれるものです。
 材料は同じなのに、右の図のアラニンで示したように、できあがりは鏡に映った物のように違ってしまいます。
 
 右の図のアラニン(○)で生物が利用するアミノ酸の形を説明しますと、不斉炭素上の水素が見えるようにしておいて、右側がアミノ基・左側がカルボキシル基になります。
 
B、カルボキシル基の製作です。
 酢酸が参考になると思います。
a-b 切断面の直径(cm)
C-C 3.0
C=O 3.0
C-0 2.4
C-H 2.4
O-H 2.4
カルボキシル基
 上の写真におけるCとOHの結合のように、ペプチド結合を示すため、私は結合部分をマジックテープにしています。
  1. 炭素の切り方(∠C-C=Oは126°、∠C-C-Oは110°)
    1. <C>と結合する面
      1. 35mm球を黒く塗り、30mmで切ります。
    2. OHと結合する面(C-O-H)
      1. <C>と結合する面から1mmほどあけて、24mmで切ります。
    3. Oと結合する面(C=O)
      1. <C>と結合する面から1mmほどあけて、30mmで切ります。
  2. 酸素の切り方
    1. 「C=O」のO
      1. 30mm球を赤く塗り、30mmで切ります。
    2. 「C-O-H」のO
      1. 30mm球を赤く塗り、接するように24mmで2カ所切ります。
  3. 水素の切り方
    1. H
      1. 25mm球を半分に切ります。
 
C、アミノ基の製作です。
 アンモニアが参考になると思います。
a-b 切断面の直径(cm)
N-H 2.4
アミノ基
 窒素は、30mm球を青く塗り、24mmで接するように3カ所切ります。
 私は、ペプチド結合を示すために、片方の水素をマジックテープで接着しています。

 
 2003.2.25

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