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アロマ日記
日々の生活の中でのアロマテラピーとの繋がりを綴る、アロマブログです。
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水素結合その4
長々と水素結合について紹介してきましたが、やっとたんぱく質における水素結合についてです。

DNAおよびタンパク質における水素結合
水素結合は、タンパク質や核酸がとる三次元構造の決定にも重要な役割を果たしている。高分子は、同一の高分子中の異なる部分間の水素結合によって、高分子の生理学的あるいは生化学的役割を決定しているある特異的な形状へと折り畳まれる。例えば、DNAの二重螺旋構造は、一方の相補鎖ともう一方の鎖との間の塩基対の水素結合に大部分よっており、DNAの複製を可能にしている。
タンパク質の二次構造では、主鎖の酸素原子とアミド結合の水素原子との間で水素結合が形成される。水素結合に関与しているアミノ酸残基の間隔がi と i + 4の時は、αヘリックスが形成される。間隔がi と i + 3のようにより短い時は、310ヘリックスが形成される。2つのペプチド鎖が水素結合によって会合する時は、βシートが形成される。水素結合は、Rグループの相互作用を通じて、タンパク質の四次構造の形成にも部分的に寄与している(フォールディングを参照)。
(Wikipediaより)
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水素結合その3
結合
相対的に電気陰性度が高い原子と共有結合を形成している水素原子は、水素結合供与体 (donor、ドナー) である[6]。この場合の陰性原子はフッ素、酸素、窒素などである。フッ素、酸素、窒素などの陰性原子は、水素原子と共有結合しているかいないかにかかわらず、水素結合受容体 (acceptor、アクセプター) となる。水素結合供与体の一つの例は、酸素原子と共有結合した水素原子を有するエタノールである。共有結合した水素原子を持たない水素結合受容体の一つの例は、ジエチルエーテルの酸素原子である。
水素結合供与体 (hydrogen bond donor) と受容体 (acceptor) の例。下部の化合物は抗うつ薬のフルオキセチン (prozac)。
カルボン酸は気相においてしばしば二量体を形成する。点線は水素結合を示す。
炭素原子に結合した水素原子も、クロロホルム (CHCl3) のように、炭素原子が陰性原子と結合している場合は、水素結合に関与することができる。陰性原子によって、水素原子核の周りの電子雲が分散・引き付けられ、水素原子は部分正電荷を帯びる。水素原子は他の原子や分子と比較して小さいため、生じた電荷や、部分電荷だけでも大きな電荷密度を示す。この強い正電荷密度が、水素結合受容体となるヘテロ原子中の非共有電子対と引き付け、水素結合が形成される。
水素結合はしばしば、静電的な双極子-双極子相互作用として説明される。しかしながら、水素結合は指向性を持ち強力であり、ファン・デル・ワールス半径より短い原子間距離を示し、原子価の一種と解釈される限られた数の相互作用しか大抵形成しないなど、共有結合的な性質も持っている。これらの共有結合様の性質は受容体がより電気陰性なドナー中の水素原子と結合する時により顕著である。
(Wikipediaより)

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水素結合その2
水素結合についての続きです。

水素結合
2011年に、国際純正・応用化学連合 (IUPAC) によって作られたタスクグループは、以下のような水素結合の現代的な定義を提案している。
水素結合とは、分子中の水素原子、またはXがHよりも電気陰性度が高い分子断片X–H中の水素原子と、同じまたは異なる分子中の原子または原子のグループとの間の引力的相互作用で、結合が形成されている証拠があるもののことである。

役割と効果
水が同族の他の第16族元素の水素化物(H2S〔沸点: −60.7 ℃〕など)より比較的高い沸点(100 ºC)を示すのは、水素結合によって分子間の引力が非常に強くなるためである。また、水が氷に変化する際に体積が増大するのは、水分子の三角構造が水素結合で蜂の巣状になり、そこに空洞が多く生まれるためである。
生体高分子において水素結合は、タンパク質が二次構造以上の高次構造を形成する際や、核酸の中で核酸塩基同士が相補的に結びつき二重らせん構造が形成する際に必要な、重要な駆動力となっている。
近年では炭素上の水素が陰性原子と作る相互作用(CH-O、CH-N相互作用)や、芳香環と水素との相互作用(CH-π相互作用)も弱い水素結合として認識されるようになってきた。
(Wikipediaより)

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水素結合
先日紹介したたんぱく質の立体構造でシステイン結合に比べると、結合が弱い水素結合について調べてみました。
水素結合はキャリアオイルの化学でも絡んできますよね。

水素結合
水素結合(すいそけつごう、英: hydrogen bond)は、電気陰性度が大きな原子(陰性原子)に共有結合で結びついた水素原子が、近傍に位置した窒素、酸素、硫黄、フッ素、π電子系などの孤立電子対とつくる非共有結合性の引力的相互作用である。水素結合には、異なる分子の間に働くもの(分子間力)と単一の分子の異なる部位の間(分子内)に働くものがある[2]。
水素結合はもっぱら、陰性原子上で電気的に弱い陽性 (δ+) を帯びた水素が(右上図:水分子の例)周囲の電気的に陰性な原子との間に引き起こす静電的な力として説明されることが多い。つまり、双極子相互作用のうち、特別強いもの、として考えることもできる。ただし水素結合はイオン結合のような無指向性の相互作用ではなく、水素・非共有電子対の相対配置にも依存する相互作用であるため、水素イオン(プロトン)の「キャッチボール」と表現されることもある。
典型的な水素結合 (5 〜 30 kJ/mole) は、ファンデルワールス力より10倍程度強いが、共有結合やイオン結合よりはるかに弱い。水素結合は水などの無機物においても、DNAなどの有機物においても働く。水素結合は水の性質、たとえば相変化などの熱的性質、あるいは水と他の物質との親和性などにおいて重要な役割を担っている。
(Wikipediaより)

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がん予防ドッグフード
岐阜大学の比較がんセンターで、犬のがん予防のためのドッグフードの開発されているそうです。
ドッグフードにはローズマリーや緑茶のエキスが入ってると岐阜大学の資料(PDF)にありましたが、その点について説明されている新聞記事を見つけました。

ドッグフードで犬のがん予防 岐阜大、実用化目指し検証へ
2015年08月20日09:52
写真:ドッグフードで犬のがん予防 岐阜大、実用化目指し検証へ
ドッグフードを手段にした犬のがん予防の研究内容について説明する丸尾幸嗣センター長(右)=19日、岐阜市柳戸、岐阜大学
岐阜大(岐阜市柳戸)は19日、犬のがん予防を目指し、抗酸化物質などを多く含むファイトケミカル入りのドッグフードを犬に与え、効果を検証する試験を9月から始めると発表した。家庭で飼われている犬を使ってがんの予防効果を検証する世界初の試みで、早期の実用化を目指している。
犬の死因の第1位はがん。応用生物科学部付属比較がんセンターの丸尾幸嗣センター長は「がんの発生は食べ物と密接な関係にある。飼い主がコントロールできる餌でがんを予防できないかと考えた」と試験の狙いを話す。
試験で与える餌には、がん細胞株に対する抗がん活性実験で有効性の高かったローズマリーと緑茶のエキスを配合。がんにかかりやすいゴールデンレトリバー200匹を二つのグループに分け、一方には配合餌を、もう一方には配合していない餌を3年間与え続け、がんの発症率と発症するまでの期間を比較する。ゴールデンレトリバーは全国の飼い主に協力を募る。
岐阜大応用生物科学部付属動物病院を昨年度訪れた犬のうち約65%が、皮膚や乳腺などのがんで腫瘍科を受診した。犬のがんは進行も早く、根治が難しいという。同センターは2013年4月から、県獣医師会と連携して犬の症例や腫瘍組織などのデータを収集する「県犬腫瘍登録制度」を全国で初めて導入。犬の腫瘍について研究を深めている。
(岐阜新聞さんより)

愛犬ががんに苦しむことなく元気でいてくれるのって飼い主の願いですよね。
いい結果がでるといいですね。

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