クエリ: アミノ酸が双極体にある時のPhは、~として知られている
文章: 酵素反応 化学反応を起こさせるには pH が極端な状態に基質を置くのが有効な場合があり、酵素内でも同様の変化が起きていると考えられている。特に加水分解や脱水素反応は酸塩基触媒部位によるプロセスが重要であり、キモトリプシンなどでは以下のプロトンの伝達のモデルが考えられている。 ここで His などはタンパク質を構成するアミノ酸残基の3文字略号を示し、右肩の数字は N 末端からの番号を表す。酵素の中で、酸塩基触媒として最も作用するのはヒスチジンである。ヒスチジンは等電点が pH 6 であり、生理的な条件に極めて近い。ヒスチジンはプロテアーゼ以外にも脱水素酵素の活性中心を担当している場合が多い。
文章: アスパラギン酸 アスパラギン酸(アスパラギンさん、aspartic acid)とは、アミノ酸のひとつで、2-アミノブタン二酸のこと。略号は Asp あるいは D。光学異性体としてL体とD体の両方が存在する。アスパラギンの加水分解物から単離され、由来とその構造からこの名がついた。 酸性極性側鎖アミノ酸に分類される。L体のアスパラギン酸は蛋白質を構成するアミノ酸のひとつ。非必須アミノ酸で、グリコーゲン生産性を持つ。うま味成分のひとつ。 致死量はLD50=16g/kgである。 文章: ホモキラリティー この問題から、ラセミ体のアミノ酸が生成した後に、何らかの選別過程によってホモキラリティーが生じるとする説もある。たとえば、奈良女子大学の小城勝相らは D,L-アスパラギン (D,L-Asn) は再結晶に際して結晶化が対掌体過剰 (ee) を生成し、共存するアミノ酸も同じ ee で共晶することを示した。このことから小城らは、再結晶がすべてのアミノ酸が同じ立体配置を与える機構であり、1種類のアミノ酸だけの不斉合成は困難でも混合物となった D,L-アミノ酸は本来高い ee を生成する性質を持ち、最初に晶出する結晶場が結晶化の方向性を決めると考えた。この研究によるとホモキラリティーは地球起源であり、アミノ酸の種類によっては実際に 100%ee の結晶を与えることも示されている。 マーチソン隕石に見つけられたアミノ酸のeeはせいぜい 1-2% にすぎない。実験室で円偏光を用いた光解離実験が行なわれているがその結果得られる ee はせいぜい数%以下 (最大 10% 程度)であり、しかも分解反応であるのでアミノ酸の量もごくわずかにならない限り意味のある ee はあらわれない。そのため現在の生体分子で示されるような 100%ee に近いホモキラリティーを得るためには不斉増幅が必要である。小城らの研究では L体が優勢になるか D体が優勢になるかはどちらが先に結晶化するかという偶然で決まるとされており、L-アミノ酸の優勢は偶然に起きたと言うことになる。 文章: シュウ酸塩 水溶液中でのシュウ酸の存在形態は、水溶液のpHにより変化する。どのように変化するかは、以下で述べるように、シュウ酸の酸解離定数から分かる。 他の多塩基酸と同様、シュウ酸のプロトンも1個ずつ段階的に脱離していく。シュウ酸分子(H2C2O4)からプロトンが1個脱離すると、1価の陰イオンであるシュウ酸水素イオン(英語版)(HC2O4)が生成する。1段目のプロトン脱離反応の平衡定数 (Ka)は9.1 × 10 (pKa = 1.04) である。この比較的大きな酸解離定数は、かなり低いpHからシュウ酸水素イオンが生成することを意味する。シュウ酸水素イオンとシュウ酸分子の存在比は pH = 1.04 で 1 : 1 であり、pHの上昇とともにシュウ酸分子の存在比は減少する。シュウ酸水素イオンからさらにプロトンが1個脱離すると、2価の陰イオンであるシュウ酸イオン(C2O4)が生成する。2段目のプロトン脱離反応の平衡定数は1.51 × 10 (pKa = 3.82) である。シュウ酸イオンとシュウ酸水素イオンの存在比は pH = 3.82 で 1 : 1 に達し、このpHでシュウ酸分子はほとんど存在しない。よりpHの高い中性あるいはアルカリ性の水溶液では、シュウ酸水素イオンもなくなって、ほぼ全てシュウ酸イオンとして存在する。 シュウ酸の定量分析では、H2C2O4 と HC2O4 と C2O4 のモル濃度の合計を「シュウ酸」(oxalic acid)の分析濃度と呼ぶ。個々のモル濃度は平衡濃度と呼ばれ、それぞれ記号 [H2C2O4], [HC2O4], [C2O4] で表される。 文章: 胃酸 胃酸(いさん、英: Gastric acid、stomach acid; 胃液〈gastric juice〉)は、胃内壁の中で形成される消化液である。塩酸、塩化カリウム、塩化ナトリウムで構成される胃酸は、一緒にタンパク質のアミノ酸の長い鎖を分解する消化酵素を活性化することにより、タンパク質の消化において重要な役割を果たしている。胃酸は、食後といった、必要なときに生産を増やすためにフィードバック機構で調整されている。胃の他の細胞は、胃酸を緩衝して調整されたpHを確保するため、塩基である重炭酸塩を産生する。これらの細胞はまた粘液を作り出す。粘液は胃酸が胃を傷つけるのを防ぐための粘性のある障壁である。膵臓はさらに重炭酸塩を大量に産生し、消化管を通過する胃酸を中和するために十二指腸へ膵管を介して重炭酸塩を分泌する。 胃酸の主成分は、胃腺中の壁細胞で作られる塩酸である。その分泌は、複雑で比較的エネルギーコストが高い過程である。壁細胞は、塩酸が胃の内腔に分泌される広範な分泌ネットワーク(細管 canaliculiと呼ばれる)を含んでいる。ヒトの胃の内腔中の胃酸のpHは1.5から3.5であり、プロトンポンプH/K ATPアーゼ(英語版)によって維持されている。壁細胞は血液中に重炭酸塩を放出し、アルカリ潮(英語版)として知られている血液中のpHの一時的な上昇を引き起こす。 胃の内腔内の強酸性環境は、食品からのタンパク質がその特徴的な折り畳まれ構造を失う(変性する)原因となる。これにより、タンパク質のペプチド結合が露出する。胃の主細胞は、タンパク質分解のための酵素(不活性型ペプシノーゲン、乳児期にはレンニン)を分泌する。塩酸はペプシノーゲンを活性化してペプシンという酵素に変化させ、アミノ酸結合を壊して消化を助けるタンパク質分解と呼ばれる過程を行う。また、酸性環境下では多くの微生物が抑制あるいは破壊され、これによって感染症や病気を防ぐことができる。 文章: LB培地 LB培地の基本処方は次の通りであり、これによりアミノ酸、ビタミン、ミネラル、微量元素などに富んだ培地が構成される。 塩濃度の違う複数の処方が知られている。抗生物質の中には塩濃度に影響を受けるものがあり、細菌によっては浸透圧の影響を受けるものもあるので、適切な処方を選ぶ必要があることもある。またベルターニによる原処方では0.1% (w/v) のグルコースを加えていた。 水酸化ナトリウムを用いて pH を調整することが多いが、緩衝能が期待できないため実際にはあまり意味がない。もし pH を維持することが必要ならば、トリスなどの緩衝剤を加える必要がある。しかし細菌が増殖している条件では緩衝剤を入れたところでその効果はほとんどないという意見もある。分子生物学分野で使用する場合には pH の調整自体が不要と考えることもできる。 文章: 極限環境微生物 好熱パラメータではなく耐性という形で分類することもある。中温域で至適生育を示すが、それを超える温度(あるいはそれ以下の温度)でも生育可能であることを示す。 水素イオン濃度 (pH) は、生化学反応の進行に重要なパラメータの1つである。酸化還元反応などは、酸塩基触媒によって容易に影響を受けることが知られる。また、極端なpH存在下では、タンパク質の変性が起こることが知られる。pHによる分類は以下の通りである。 また熱と同様、耐酸性、耐アルカリ性という分類も存在する。例えばメダカなどはpH2という条件で成育することが観察されており、いくつかの高等生物は耐性を有することが知られている。 文章: 両性 (化学) 化学において両性物質とは、酸とも塩基とも反応する物質のことである。多くの金属(亜鉛、スズ、鉛、アルミニウム、ベリリウムなど)と半金属は両性酸化物を作る。この他、アミノ基とカルボキシル基の両方を持つアミノ酸(双性イオン参照)、自己イオン化化合物である水も両性物質に含まれる。 文章: 栄養素 (植物) モリブデン(Mo)は植物の要求量が最も小さい必須元素である。例えば、セネデスムス(Scenedesmus obliquus)の生細胞1個が生育に要する量はせいぜい原子10個に過ぎない。植物はMoを必要量以上に吸収しても過剰害を受けない。一方で、Moを多く吸収した牧草を食べた牛が過剰害を受けることがある。 土壌中の形態は、他の必須金属は陽イオンをとるのに対し、陰イオンであるモリブデン酸MoO4である。このため、他の金属元素とは性質が異なる。その溶解度と土壌pHの関係においても、他がpH増大時に沈殿して減少時に溶出するのに対してMoO4は逆の応答を示す。MoO4が低pHで沈殿する理由は、MoO4は鉄やアルミニウムと不溶性の塩をつくるため、低pHで鉄やアルミニウムが溶出するとそれら沈殿剤がより多くのMoO4と会合するためである。逆に、土壌pHが上昇するとMoO4の溶解度が増大して植物への生物学的利用能が増す。鉄やアルミニウムと塩形成することは、MoO4がリン酸イオンH2PO4や硫酸イオンSO4と同じく正四面体構造であることにもよる。同様の理由から、H2PO4と同じく土壌中で粘土鉱物や土壌有機物に強く吸着する。 Moは硝酸レダクターゼ、アルデヒドオキシダーゼ、亜硫酸オキシダーゼ、キサンチンオキシダーゼ/デヒドロゲナーゼの補因子である。これら酵素の中でMoコファクター[ 英: molybdenum cofactor<英語版>]と結合しており、電子伝達を担う。また、根粒菌のニトロゲナーゼもMoを含む。以上のことから、Moはアミノ酸の合成や窒素代謝に重要である。 文章: イミノ酸 イミノ酸(イミノさん、Imino acid)とは、分子中にイミノ基(>C=NH)とカルボキシル基(-C(=O)-OH)を両方含む、有機化合物の一群である。 イミノ酸は、アミノ基(-NH2)とカルボキシル基(-COOH)を持つアミノ酸と似ている。また冒頭の定義には含まれないが、第二級アミンであるアミノ酸(タンパク質を構成するものではプロリンのみ)もイミノ酸と呼ばれることがある。 アミノ酸はアミノ酸酸化酵素によってイミノ酸に変換される。またプロリン生合成の前駆体(S)-Δ-ピロリン-5-カルボン酸はイミノ酸である。 文章: エルゴチオネイン エルゴチオネイン(英語: Ergothioneine)は、希少なアミノ酸誘導体の一種で、強力な抗酸化作用のある天然物質。1909年にM.C.Tanretによって、ライ麦角菌(学名:Claviceps purpurea)から単離され発見された。水溶性物質で、熱やph安定性に優れている。120°C、60分の条件でもほとんど影響を受けない。また酸性(pH2)~アルカリ性(pH12)条件でもほとんど影響を受けない特徴がある。 文章: キモトリプシン キモトリプシンが芳香族アミノ酸に対して基質特異性を発揮するのは活性中心の近辺に疎水性基でできた空洞があり、芳香族の側鎖がここに入ると安定化するためである。 ヒトではキモトリプシンの最適pHは8~9程度の弱塩基性である。 文章: ヨードレシニフェラトキシン 当初は、ヨードレシニフェラトキシンは高い親和性(HEK 293/VR1に対するKd = 4.3 ± 0.9 nM、ラット脊髄膜に対するKd = 4.2 ± 1.0 nM)を有するTRPV1受容体の競合的アンタゴニストと考えられていたが、最近の研究では、特に1から30 μMの高濃度においては、マウスの熱調節システムにおいて一時的な部分アゴニスト特性があることも示されている。 TRPV1受容体はカルシウム透過チャネルを形成する838アミノ酸からなるタンパク質をコードしており、カプサイシンによって活性化されるが、有害な熱や細胞外の低pHによっても活性化される。TRPV1受容体は多くの中枢および末梢神経系で発現しており、とりわけ求心性痛覚経路におけるシグナル伝導において重要な役割を果たしている。 文章: 中和 (化学) 中和反応では、生成物のpHが必ず7になるとは限らない。強酸と強塩基の中和反応の場合、生成物のpHは7になる。例えば、強酸HClと強塩基NaOHは、反応して食塩水を生じる。 H3OまたはOHの濃度の正味変化がないので、最終的なpHは7となる。 弱酸と強塩基の中和の場合、生成物のpHは7よりも大きくなる。例えば、弱酸 CH 3 COOH {\displaystyle {\ce {CH3COOH}}} と強塩基NaOHは、反応して水と Na + {\displaystyle {\ce {Na^+}}} 、 CH 3 COO - {\displaystyle {\ce {CH3COO^-}}} を生じる。 文章: 二面角 1963年にG・N・ラマチャンドラン、C・ラマクリシュナン、V・サシセカランによって開発されたラマチャンドラン・プロットはタンパク質構造中のアミノ酸残基の主鎖の二面角 φ に対してエネルギー的に許容される角度 ψ の領域を可視化する方法である。右の図は主鎖の二面角 φ および ψ の定義を表わしている。 タンパク質鎖では、図に示されているように3つの二面角 φ(ファイ)、 ψ (プサイ)、 ω (オメガ)が定義される。ペプチド結合の平面性によって、 ω は180°(典型的なトランス配座)あるいは0°(稀なシス配座)に大抵制限される。トランスおよびシス異性体におけるC原子間の距離はそれぞれ約3.8, 2.9 である。シス異性体は主に、Xaa-Proペプチド結合(Xaaは任意のアミノ酸)において観察される。 側鎖の二面角は180°、60°、-60°近くに集まる傾向にあり、それぞれトランス、ゴーシュ、ゴーシュ配座と呼ばれる。特定の側鎖の二面角の安定性は隣接した主鎖および側鎖の二面角によって影響される。例えば、原子同士の衝突が増大するためゴーシュ配座の次にゴーシュ配座が続くのは稀である。 文章: エルゴチオネイン エルゴチオネインは、希少なアミノ酸誘導体の一種で、強力な抗酸化作用のある天然物質。1909年にM.C.Tanretによって、ライ麦角菌から単離され発見された。水溶性物質で、熱やph安定性に優れている。120°C、60分の条件でもほとんど影響を受けない。また酸性(pH2)~アルカリ性(pH12)条件でもほとんど影響を受けない特徴がある。