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2025.05.12 Monday
author : 漆原次郎
たんぱく質「ひとつでひとつ」のものも「ふたつでひとつ」や「たくさんでひとつ」のものも
たんぱく質は、分子が集まってできています。この分子の集まりであるたんぱく質が、自分以外のたんぱく質と結ばれあうことがあります。
たとえば、転写活性化応答エレメント・デオキシリボ核酸結合たんぱく質43kDa（TDP-43：Trans Activation Responsive DeoxyriboNucleic Acid binding protein of 43 kDa）というたんぱく質は、自分のまわりにあるもうひとつの転写活性化応答エレメント・デオキシリボ核酸結合たんぱく質43kDaと結ばれあって、「ふたつでひとつ」といった状態を通常とります。あるいは「たくさんでひとつ」といった状態をとります。
たんぱく質が「ひとつでひとつ」の状態であるものを、単量体といいます。これに対し、「ふたつでひとつ」の状態であるものを二量体といいます。さらに、「たくさんでひとつ」の状態であるものを多量体といいます。
ただし、おなじ種類のたんぱく質どうしのみが結ばれあって二量体や多量体をつくるわけではありません。異なる種類のたんぱく質どうしも結ばれあいます。同種で結ばれた二両体は、「おなじ」を意味する接頭辞「ホモ（homo-）」を冠して「ホモ二量体」とよばれ、異種で結ばれた二量体は「異なる」を意味する接頭辞「ヘテロ（hetero-）」を冠して「ヘテロ二量体」とよばれます。
たとえば、上で紹介した転写活性化応答エレメント・デオキシリボ核酸結合たんぱく質43kDaは、嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンス制御前伝令リボ核酸（CFTR pre-mRNA：Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator pre-messenger RiboNucleic Acid）たんぱく質という異種のたんぱく質とも結ばれます。
ホモ結合にしろ、ヘテロ結合にしろ、たんぱく質が二量体や多量体になっているとき、化学的に結ばれたり、物理的に結ばれたりしているといいます。
化学的に結ばれるというのは、ふたつのたんぱく質の端などの接するところどうしが、電子をさし出しあって、共有することで結ばれることをおもにさします。いっぽう、物理的に結ばれるというのは、ふたつのたんぱく質の端と端のあいだに水素原子が入って結ばれるような結ばれかたであり、化学的なものより結ばれかたは弱い。
通常は二量体や多量体をつくって存在しているたんぱく質が、単量体で存在するようなときもあります。転写活性化応答エレメント・デオキシリボ核酸結合たんぱく質43kDaのホモ二量体は、離ればなれ状態に、つまり単量体化することが報告されています。これが、筋肉が縮みこんでしまう病気「筋萎縮性側索硬化症」（ALS：Amyotrophic Lateral Sclerosis）の患者の脳や脊髄の細胞内で多く見られるといいます。
単量体での転写活性化応答エレメント・デオキシリボ核酸結合たんぱく質43kDa（TDP-43）の構造
画像作者：Emw
二量体や多量体が「通常」であるたんぱく質が、単量体になっていることは、やはり「異常」な状態といえるのでしょう。からだのなかに「異常」な状態があることが、多くの場合、病気のもととなります。
参考資料
ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典「二量体」
https://kotobank.jp/word/二量体-110708
ウィキペディア「二量体」
https://ja.wikipedia.org/wiki/二量体
百科事典マイペディア「水素結合」
https://kotobank.jp/word/水素結合-83036
脳科学辞典「TAR DNA-binding protein of 43 kDa」
https://bsd.neuroinf.jp/wiki/TAR_DNA-binding_protein_of_43_kDa
名古屋大学 2023年8月7日「難病ALS における発症機序の一端を解明 TDP-43 タンパク質の単量体化が早期病態解明の鍵となる」
https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/2023/08/-als-tdp-43.html
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cj3029412 2024-07-04 22:38 読者になる
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