変性(読み)へんせい(英語表記)denaturation

翻訳|denaturation

日本大百科全書(ニッポニカ)の解説

変性(生化学)
へんせい
denaturation

タンパク質や核酸などの生体高分子の天然の二次構造や三次構造(立体構造)が種々の原因によって壊され、その物理的・化学的性質が失われることで、共有結合の切断が生じていない場合をいう。多くの場合その生物・生理活性も失われる。[野村晃司]

タンパク質の変性

加熱、激しい攪拌(かくはん)、凍結・融解、紫外線、X線、高圧、超音波、吸着、希釈などの物理的原因や酸、アルカリ、尿素、グアニジン塩酸、有機溶媒、界面活性剤、重金属溶液などの化学的原因で水素結合や疎水相互作用が絶たれることにより、二次構造(タンパク質二次構造の基本形であるα(アルファ)-ヘリックス=ポリペプチド鎖がとりうる安定な螺旋(らせん)構造の一つ、β(ベータ)-シートなど)、三次構造(立体構造)、さらに四次構造(サブユニットの集合=ヘモグロビンの例)などの構造が壊れることをいう。いくつかのサブユニットが会合しているタンパク質の場合は、変性により解離するため分子量が小さくなる。また、天然の高次構造が壊れるため分子内部の疎水性の部分が表面に露出することになり、溶解度が低下して沈殿しやすくなる。粘度、旋光度、紫外線吸収なども変化する。粘度に例をとると3本鎖螺旋構造で棒状のコラーゲン分子の溶液は非常に粘稠(ねんちゅう)であるが、これを加熱変性させると、ゼラチンとなってさらさらになる。天然の状態では分子内部に埋もれていたアミノ酸側鎖が、分子表面に露出して反応性が高くなることもあり、プロテアーゼによって分解されやすくなることが多い。ゆで卵のように不可逆的に変性してしまうこともあるが、徐々に冷やすなど変性条件を除くと、天然の立体構造に戻る場合もあり、これを再生(RefoldingまたはRenaturation)という。これは、タンパク質の立体構造がアミノ酸配列によって決定されることを示している。1972年ノーベル化学賞を受賞したアンフィンゼン、ムーア、スタインの3人はタンパク質の立体構造が一次構造から自動的に決定されるということを明らかにした。しかし、変性したタンパク質は自然にもとの立体構造に戻るわけではなく、タンパク質の折りたたみ(高次構造形成)を制御する分子シャペロン(molecular chaperon)の「介添え」が必要であることが明らかになった。シャペロンとは社交界で新人の介添えをつとめる女性のことである。分子シャペロンの一つに分子量約6万のシャペロニンchaperoninがある。[野村晃司]

核酸の変性

2本鎖DNAが加熱処理されると塩基間の水素結合が切れて、1本鎖二つに分かれてしまう。このときの温度を融解温度Tmといい、GC含有量(グアニンとシトシンの含有量の和)が多いほど高くなる。つまり、壊れにくい。この場合も、徐々に冷やすことによって2本鎖に再生することができる。これを利用して、2本の核酸鎖の塩基配列の同一性の程度を判断することができる。[野村晃司]
『新井健一編『水産加工とタンパク質の変性制御』(1991・恒星社厚生閣) ▽菊池栄一編著『動物タンパク質食品』(1994・朝倉書店)』

出典 小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)日本大百科全書(ニッポニカ)について 情報 | 凡例

今日のキーワード

配偶者

夫婦の一方からみた他方。配偶者としての身分は、婚姻によって取得し、婚姻の解消によって失う。親族ではあるが、親等はない。...

続きを読む

コトバンク for iPhone

コトバンク for Android

変性の関連情報