硫黄を含むアミノ酸は、側鎖に硫黄原子を含むアミノ酸である。代表例として(1)と(2)がある。
システインは側鎖に(3)基(−(4))を持ち、2分子のシステインが酸化されることで(5)結合(S−S結合)を形成し、タンパク質の構造を安定化させる。メチオニンはタンパク質合成開始時に重要なアミノ酸であり、開始コドンによって指定される。
グリシンは側鎖が水素原子(H)のみであり、α炭素が(6)にならないことが特徴である。
脂肪族アミノ酸とは、側鎖が(7)や(8)からなるアミノ酸である。代表例としてアラニン、バリン、ロイシン、イソロイシンなどがある。これらは主に疎水性アミノ酸に分類される。
芳香族アミノ酸とは、側鎖に芳香環を持つアミノ酸のことである。代表例としてフェニルアラニン、チロシン、トリプトファンがあり、疎水性アミノ酸として扱われる。
必須アミノ酸とは、生体内で十分に合成できないため、食事から摂取する必要があるアミノ酸のことである。必須アミノ酸は9種類あり、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、トリプトファン、メチオニン、リシン、ヒスチジン、スレオニンが含まれる。
アミノ酸の主な機能はタンパク質を合成することである。タンパク質とは、多数のアミノ酸がペプチド結合によってつながった高分子化合物である。また、アミノ酸はエネルギー源として利用されたり、生理活性物質の合成にも関与したりする。
アミノ酸の代謝では、(9)アミノ酸と(10)アミノ酸に分けられる。
糖原性アミノ酸とは、分解されてグルコースの材料となるアミノ酸のことである。一方、ケト原性アミノ酸とは、分解されて(11)やケトン体の材料となるアミノ酸のことである。
ケト原性アミノ酸だけなのは、(12)と(13)の2種類のみであり、★チロシン、イソロイシン、フェニルアラニン、トリプトファンは糖原性とケト原性の両方を持つ。
アミノ基とカルボキシ基の間で水が除かれて結合する反応を脱水縮合という。アミノ酸同士が結合するときに形成される結合はペプチド結合と呼ばれる。アミノ酸が2個結合したものを(14)、3個結合したものをトリペプチド、4個結合したものを(15)という。多数のアミノ酸が結合したものはポリペプチドと呼ばれ、さらに複雑な構造を持つものがタンパク質となる。
タンパク質の一次構造とは、アミノ酸の配列のことである。一次構造には(16)末端((17)末端)と(18)末端((19)末端)があり、一般的にN末端からC末端へ向かってアミノ酸配列を表す。また、システイン同士が形成するジスルフィド結合(S−S結合)は共有結合であり、タンパク質の構造を安定化させる。
タンパク質の二次構造には、αヘリックスとβシートがある。αヘリックスは(20)の構造であり、βシートは折りたたまれたシート状の構造である。
タンパク質の三次構造の形成には、ジスルフィド結合、水素結合、静電的相互作用、疎水性相互作用などが関与する。疎水性アミノ酸は水との接触を避けるため、タンパク質内部に集まりやすく、親水性アミノ酸は表面に存在しやすい。
シグナル分子とは、特定の(21)に結合して細胞へ情報を伝達する物質である。シグナル分子には、ペプチドホルモンやサイトカインなどタンパク質由来のものも含まれる。
細胞内受容体は、細胞内へ移動したシグナル分子が細胞質や核内の受容体と結合して働くものである。
細胞膜受容体は、細胞膜上でシグナル分子を受け取り、細胞内へ情報を伝える。
膜輸送体とは、細胞膜を通過できない物質の輸送を行うタンパク質であり、(22)や(23)などが含まれる。運搬タンパク質は、物質を体内で運ぶ働きを持つタンパク質であり、ヘモグロビン、(24)、アルブミンなどが代表例である。
構造タンパク質には、(25)や(26)などがあり、細胞の形態維持に関与する。(27)は組織の形や構造を維持するために重要である。
(28)は鉄の貯蔵を行うタンパク質であり、トランスフェリンは鉄を運搬するタンパク質である。