タンパク質の構造ででてくる結合だけに焦点をあててまとめてみました

ペプチド結合とはアミノ酸とアミノ酸が結合することです。

もう少し詳しくいうとアミノ酸とアミノ酸がゴッツンコした時に水(H2O)が取れて結合する結合を言います。

しかしここで、どのようにして水(H2O)が取れるか気になるますよね。

まず先ほどのアミノ酸同士の結合をもう少し詳しく書いた(構造式で書いた)画像を用意しました。

四角で囲った部分の拡大部分です。

 

 

 

 

 

そうすると、-OH、H-のところでこれをくっつけるとH2Oになることがわかります。

このようにくっついてH2Oになったらそれ(H2O)は取れて、取れたところで結合がおきるというわけです。

『なんでそもそもH2Oがくっつくの?』っとお思いの方は次の『共有結合』で納得してくれると思います!

 

 

共有結合

共有結合とは原子と原子がお互いに持っている電子を共有してできる結合です。

っと言いましたが、実際は、原子と原子がくっついた時に『この電子どっちの電子?』『あ、電子を共有しているようだね』となり、『じゃあ、お互いが電子を共有していることにしちゃおう!』って感じです。

っとまあ、これは科学者達が思うことで、原子達からすると、『あいつの電子を奪ってやる〜。』『わたさいもーん』的なことが繰り広げられています。汗

原子や電子については以下リンクでざっくり説明させて頂いています。

もしよかったらみてください。

まずこの画像の黄色い丸は電子です。あ、一番外側にある電子です!

なぜ外側?に関しては、原子の基本構成についてもう少し詳しく2に書いてます。気になったら見てみてください。

よく見ると本来8こ入る場所に6個しか入っていません。O(酸素)に電子が2つ足りないのです。

とすると酸素はどうするか?

 

『両側に水素がいるぞ!あいつらの電子を奪ってしまおう!イッヒッヒッ』となるわけです。

で奪おうとしますが、電子が水素から離れないため水素ごと持ってきてしまい結果研究者たちから、お!共有しているみたいだな!!となり、共有結合と名付けられたそうです。

…案外単純ですね…。

しかし、なぜ?酸素は水素を引っ張れるの?酸素は水素より引っ張る力が強いのは何でわかるの?

っと思った方も少なからずいたはず。

その答えはまさに『電気陰性度』というもの。

この『電気陰性度』というものは、原子が電子を引っ張る力のことです。

これが強いのが勝つといった感じです。

ちなみにこの『電気陰性度』水素は2.1で酸素は3.5。酸素の圧倒的勝利というわけです。

検索で『電気陰性度 図』で画像検索などみると色々な画像がでてくるので是非検索してみてください。

ちなみに私のオススメは凸凹(でこぼこ)している画像です!

圧倒的にわかりやすいなと感じました!(*´ω`*)

 

水素結合

次に水素結合についてです。

まず最初によく説明されている言い方をみてみます。

『水素結合とは共有結合した水素が、近くにいる酸素、硫黄などの共有結合していない部分と繋がるところ(共有結合でないので非共有結合的な感じで言われます)』

では早速詳しく説明させてください。(ここでの話には先ほど説明させて頂いたH2Oを使わせて頂きます)

まずここでポイントとなる部分です。

●共有結合している水素の部分(以下ポイント部分)

●近くにいる酸素、硫黄などの共有結合していない部分と繋がる(以下ピンク部分)

 

先ほどの文章をもう一度みてみます。

『水素結合とは共有結合した水素が、近くにいる酸素、硫黄などの共有結合していない部分と繋がるところ(共有結合でないので非共有結合的な感じで言われます)』

なので、まずもうすでに共有結合している水素があり、その水素の共有結合されていない部分が、近くにある、酸素、硫黄などの共有結合されていないところにくっつく結合ということです。

イメージは以下の画像です。

これは共有結合でないことから非共有結合しているなんて言い方もされたりしますね。

共有結合とは違うのでよく点線なんかで表されることもあります。

みた感じだと、共有結合と似ていますが、このように全然違うので間違わないようにしていただければと思います!

この水素結合は共有結合できる電子がないのに、酸素の共有結合しないところに引っ張られている感じです。

水素さんは酸素さんが好きなんだ(*´ω`*)←いや違う、、、

 

(S-S結合)ジスフィルド結合

これはタンパク質を構成するアミノ酸の一つであるシステイン同士で行われる結合です。

システインSH(チオール基)のS同士が酸化して起こる結合です。

まずはイメージ画像です。

またもや「オクテット則」が必要になって来そうです。

ちなみに硫黄の電子番号は16、ということは陽子や電子も16。電子は規則的に入るため最後の電子の数は6。

でここで8入れば安定説があるのであと2つ電子があれば安定となります。

図をみて水素と結合していますがまだ電子が足りません。※水素の電子がある分『S』には現在7この電子があります

なのでさらに同じ原子同士くっつくという形になったのです。

これで安定します!!

そしてこの時の結合をジスフィルド結合(S-S結合)と言います。

 

イオン結合

イオン結合とは+のイオンを持つ原子、-のイオンを持つ原子があった時にくっつく結合を言います。

下の画像をもとに説明させていただきます。

まず、そもそも原子にはマイナスの電子と、プラスの陽子なるものがいます。

なので最初はマイナスもプラスもないのです。

先ほどは電子のことだけ考えていればよかったので陽子の話をしませんでしたが、実際は最初は同じ数だけ原子には電子と陽子がいるのです。

しかし、上記で話したように電子の数をいい感じにしたい気持ちが湧いてきます。

安定したいということです。

とすると電子が離れたり、くっついたり、

となると、電子が離れたら、プラスの陽子が多くなるので+のイオンとなり、

電子が多くなれば、プラスの陽子が結果少ない状態なので-のイオンとなります。

ちなみにどうでもいいですがこのマイナスイオンが集まっているのをマイナスイオンと言ってよく浴びると〇〇効果が〜とか言われていますよね!

雑談はこれぐらいで話に戻ると、

Naは元の電子数が、11個で1外すとLに満タンとなり安定となり、『マイナス外すー』っとなります。

マイナスを外すとプラスの分が多くなるので+のイオンを持つ原子となります。

逆にClは1こ電子をもらえばM殻安定となり(オクテット則)、『マイナスもらう〜』っとなります、

マイナスをもらうと、マイナ部分の方が多くなるので-のイオンを持つ原子となります。

で、このプラス(+)、マイナス(-) ですが、磁石のように違うとくっつく性質がるのです!!

な、なに!!!

とすると、ここで両者が引っ張りあって最終的にくっつきます

これをイオン結合と言います。

ちなみに、このように静電気的な理由でくっつこうとする力を『クーロン力』と言います。

 

疎水結合

水となじまない部分が集まってしまい、なんか結合しているようだねっというものです。

サラダドレッシングで水の部分と油部分が別れるじゃないですか!その油部分のようなイメージです。

別にくっついているわけではないけど、近くにいすぎてくっついているように見えるから的な感じです。

適当か!!って言いたくなりますが、そうなんです。汗

 

最後に

結合って案外様々な理由で〇〇結合ってつけられているんだな〜っと思った方多いのではないでしょうか?

あと、結構単純だな〜とか…。

もしこの記事をみて、結合ってあんまり難しくないんだな!と思っていただければ嬉しい限りです

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