アミノ酸 Ｈ ＮＨ２－Ｃ－ＣＯＯＨ Ｒ カルボキシル基 アミノ基 ● アミノ酸： アミノ基をもったカルボン酸 加水分解 タンパク質 アミノ酸

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1 アミノ酸 Ｈ ＮＨ２－Ｃ－ＣＯＯＨ Ｒ カルボキシル基 アミノ基 ● アミノ酸： アミノ基をもったカルボン酸 加水分解 タンパク質 アミノ酸
● アミノ酸：　アミノ基をもったカルボン酸 　　　　　　　　　　 加水分解 　　タンパク質　　　　　　　　　　　アミノ酸 　非常に多数　　 脱水縮合　　　（約 20 種） ● 生物の多様性：　単純な要素の組み合による

2 主なアミノ酸の構造 酸性基が２個ある 塩基性基が２個ある （体内で合成されないもの、次ページ）

3 必須アミノ酸 ● 体内で合成できない（必須アミノ酸、必須脂肪酸、ビタミン） ⇒ 合成酵素がない
● 体内で合成できない（必須アミノ酸、必須脂肪酸、ビタミン） ⇒　合成酵素がない ● 必須アミノ酸の不足　⇒　必要なタンパク質を作れない 　　⇒　他のアミノ酸は脂肪になる ● 良質のタンパク質　＝　必須アミノ酸が多い　　必要量： 50g/日 通常のタンパク質なら ：　　　　　　　　　　　　 　　　　　 　 70g/日 ● 動物性タンパク質：　必須アミノ酸が多くバランスもよい ● トウモロコシ：　トリプトファンがない ● 小麦（タンパク含有率= １０％ ） ：　トリプトファン、リシンなし ● 米（ ７％ ） ：　全ての必須アミノ酸を含有 ● 大豆（ 40% ） ：　動物性タンパク質に近い組成　⇒　畑の肉 ●必須アミノ酸: 動物性タンパクに少ないものは植物性タンパクに多く、植物性タンパクに少ないものは動物性タンパクに多い ●動物性食品 ＋植物性食品　⇒　不足アミノ酸を補い合う

4 タンパク質の消化 （加水分解） ● タンパク質　　　⇒　　オリゴペプチド　＋　アミノ酸 　　 　⇒ 腸で吸収 ● タンパク質のままで吸収されるものもある　 ⇒　食品アレルギー 　　　　　　　　　　　　　　　　 ● タンパク質を多量に食べても筋肉は増えない ⇒　 貯蔵機能がない　　⇒　脂肪で肥満

5 旨味物質 ● 味覚、臭覚： 物質の到達を知覚； 化学感覚 （● 視覚、聴覚、触覚、温度： エネルギ－を知覚； 物理感覚）
● 味覚、臭覚：　物質の到達を知覚；　化学感覚 （● 視覚、聴覚、触覚、温度：　エネルギ－を知覚；　物理感覚） ● タンパク質は大きくて味覚器に入れない　⇒　味がない 　　⇒　肉の味 = 含まれている小さな分子（アミノ酸、旨味物質）の味 ● 基本味：　［甘味、塩から味、酸味、苦味］＋旨味 ● ３大旨味物質：　日本人が発見 ● グルタミン酸ナトリウム：　野菜､昆布に多い ● イノシン酸：　鰹節に多い ● グアニル酸：　椎茸に多い ● グルタミン酸　＋　（イノシン酸、 グアニル酸）　⇒　相乗作用 ● 動物性と植物性の食材を組合わせる　⇒　旨味物質が作用を強め合う（おいしい） ＋ 栄養バランスがよい（健康によい） ● 醤油：　３大旨味物質と各種アミノ酸を含む　⇒　汎用調味料

6 味が示すもの ● 旨味： 基本味（味蕾が対応）の一つ； 「UMAMI」 は世界の共通語 ● 辛味、渋味、えぐ味： 口の皮膚感覚
● 甘味： 糖類（エネルギ－源）の存在 ● 塩味： 金属イオン（ミネラル分）の味 ● 旨味： タンパク質； 体の構成要素 ● 苦味： 有害物質（アルカロイドなど）の存在　　 ● 酸味： Ｈ＋ の味；　腐敗や果物などの未熟さを示す ● 人間も動物も先天的には、甘味、塩味、旨味を好み、 苦味、酸味を嫌う ● 味と消化：　おいしい味は消化液の分泌を増やす ● 胃への直接注入では増えない ● 味と香り： 　風邪で鼻が詰ると食物がまずい

7 タンパク質の分類 ●蛋白質： 蛋＝鶏卵、蛋白＝卵白 （プロテイン： 最も重要なもの（ギリシャ語））
●蛋白質：　蛋＝鶏卵、蛋白＝卵白 （プロテイン：　最も重要なもの（ギリシャ語）） ●ポリペプチド（ペプチド）：　タンパク質より小さい： 　 インシュリンなど ●構造タンパク質：　体の構造をつくる ●コラ－ゲン（繊維性；全タンパク質の約３０％ ）： 筋肉、皮膚　 ●ケラチン：　毛髪、爪、羊毛 ●機能タンパク質：　酵素など

8 アミノ酸からのタンパク質の生成 アミノ酸 重合(水分子が取れて結合） タンパク質 ペプチド結合（アミド結合の一種）

9 タンパク質の一次構造 ● アミノ酸の種類と結合順序（一次構造）
● 鎌状赤血球症：　 ヘモグロビン287個のアミノ酸成分が１つだけ違う　⇒　悪性貧血　 （マラリアに強い　⇒　貧血よりもマラリアの方が脅威　 　　　　　　　　　　　⇒　生存に有利） ● 生物進化の過程も示す： 　　構成アミノ酸の変異： 700 万年に１回 例：　ヘモグロビンのα鎖（アミノ酸数141個） ●ヒトとゴリラでは １個異なる ●ヒトとウマでは 18 個異なる

10 タンパク質の高次構造 ● タンパク質は、所定の形のとき、その機能を示す ●アミノ酸の並び方（１次構造）から一番安定な形が決まる
● タンパク質の高次構造 （二～四次構造）：　 立体的な構造 ● α- ラセン構造：　球状：　水溶性で壊れやすい： 機能タンパク質（酵素、ヘモグロビン等） ● β- シート構造：　繊維状：　水に溶けにくい： 構造タンパク質（ケラチン、コラーゲン等） ● 分子鎖が集まって、タンパク質としての機能を果たす場合：　　ヘモグロビンなど

11 タンパク質の二次構造 水素結合

12 ミオグロビン αｰラセン構造の例

13 タンパク質の高次構造を保つ結合 イオン結合 共有結合 水素結合 強い結合 弱い結合 疎水結合

14 タンパク質の変性 ●タンパク質の性質は、 ●物理的要因 ： 加熱、凍結、強い攪拌 ●化学的要因： 酸、アルカリ、有機薬品、 　　　重金属イオンなどの添加 で変化　⇒　変性 ●変性：　タンパク質の空間構造 　　　　　＝形（高次構造）が変わる 　　　　　⇒　性質が変わる 鎖が伸びて結合 ⇒　凝固

15 タンパク質の変性の例 ● 熱変性 ● ゆで卵や火傷 ● ビフテキの焼き方：
● 熱変性 ● ゆで卵や火傷 ● ビフテキの焼き方：　 　　 ① 強火で焼く （表面が変性 ⇒ 肉汁の漏れ防止） ②中火または弱火で焼く （中心部を熱変性） ● 酸による変性 ● 締め鯖：　軟らかい鯖の切身　⇒　酢につける　⇒　硬くなる （ ●酢締め：　塩をふっておくとよく締まる） ● ヨ－グルト：　カゼイン（牛乳のタンパク質）を 乳酸（乳酸醗酵）で変性 ● 腐敗（酸敗）した牛乳も凝固 ● 塩類による変性 ● 豆腐：　豆乳を硫酸カルシウム、塩化マグネシウムで凝固 ● 変性したタンパク質：　味が変わる；　消化されやすい

16 パーマの原理（S-S結合の組み換えによる変性）
シスチン システイン 組合せの変化 ⇒形の変化 ケラチン ずれる 開裂 再結合 髪の毛の寝癖：　 水分（汗）による水素結合の組換え　⇒　タンパク質の立体構造の変化

17 酵素：生物がつくる触媒 ● １つの細胞： 約２千種もの化学反応 ● 生体反応： １つの反応に１つの酵素
● １つの細胞：　約２千種もの化学反応 ● 生体反応：　１つの反応に１つの酵素 ● 必須アミノ酸、必須脂肪酸、ビタミン： 合成酵素がヒトにない ● 構成酵素：　先天的にある ● 誘導酵素：　刺激により生成　⇒ 抗生物質耐性病原菌、殺虫剤耐性害虫、 飲酒による薬物分解酵素

18 酵素の機能 (1) 反応を大幅に速める ● 酵素がなければ、１回の食事の消化時間は５０年
(1) 　反応を大幅に速める ● 酵素がなければ、１回の食事の消化時間は５０年 　　　酵素 + 基質 ⇒ 酵素基質複合体 ⇒ 生成物 ＋酵素 　　　　　　　　　活性化エネルギー（反応の障壁）を下げる　 (2) 選択性が高い： 反応ごとに酵素がある 　 ● 基質特異性：　特定のものとだけ反応 　　　 ● 反応特異性：　特定の反応だけをする (3) 酸、アルカリ、熱などで変性を受ける　⇒　酵素活性を失う

19 活性化エネルギー 酵素がない場合 反応の障壁 酵素がある場合

20 酵素活性の pH 依存性 胃にある消化酵素 普通の消化酵素 ←酸性が強い ● なぜピロリ菌は強酸性の胃で生きられるのか
● なぜピロリ菌は強酸性の胃で生きられるのか　 ● ニンジンはビタミン Ｃ 酸化酵素をもつ 　⇒　ニンジン入りのジュ－ス等ではビタミンＣが分解 　⇒　レモンや酢を加える　⇒　酵素が不活性　⇒　ビタミンＣが減らない

21 酵素活性の温度依存性 熱変性で失活 酵素の熱変性による失活　⇒　４０℃以上の発熱の危険性 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　食品の保存性の向上

22 タンパク質分解酵素 ● タンパク質分解酵素は自己分解 ⇒ 活性を失う ● 胃壁はなぜ胃液で消化されないのか？ ⇒ 消化性潰瘍
● タンパク質分解酵素は自己分解　⇒　活性を失う ● 胃壁はなぜ胃液で消化されないのか？　⇒　消化性潰瘍 ● 魚肉や畜肉の味の放置による変化 ● 新しいほどおいしいか？　 ● 放置でタンパク質分解酵素が作用⇒　アミノ酸量が増える ● ＡＴＰ　から　イノシン酸（旨味物質） が生成 ● 死直後の牛肉は堅い　⇒　冷蔵庫に保管　⇒　軟化し旨くなる。 ● 毒素：　タンパク質性の有毒物質（酵素）；　強力 ● ボツリヌス毒素：　1 mgで 1400 万人を殺せる（熱で無毒化） ● 毒物：　青酸カリ； 　300 mg で１人を殺せる ● 蛇毒：　酵素； 　　毒蛇を丸ごと煮て食べたらどうなるか？

23 酵素の働き ● 緑茶： 分解酵素を失活させたもの； 不発酵茶 ● 紅茶： 酸化酵素を働かせたもの； 発酵茶
● 緑茶：　分解酵素を失活させたもの；　不発酵茶 ● 紅茶：　酸化酵素を働かせたもの；　発酵茶 ● ウーロン茶：　半発酵茶 　　　　　　　　　　　　　　チロシナーゼ（酸化酵素） ● チロシン（アミノ酸）　　 メラニン色素 （褐色） ● リンゴ、バナナ、ジャガイモ、レンコンの切り口の着色 ● 着色防止：　 ① 加熱、塩水、酢　←　酸化酵素の不活性化 ② 水洗　　←　酸化酵素は水溶性 ③ 切れる包丁を使う　←　酸化酵素は細胞内にある ● 日焼け、シミ、ソバカス：　美白剤；　チロシナーゼ阻害剤 　　　 ↑ 自己防御作用

24 食品工業での酵素の利用

25 窒素の排泄 ● 窒素： アミノ酸、タンパク質、核酸などの構成原子 ⇒ 代謝 ⇒ アンモニア（有毒）
● 窒素：　アミノ酸、タンパク質、核酸などの構成原子 　　　　　　　　⇒　代謝　　⇒　アンモニア（有毒） ● 窒素の排泄法 ●水中生物：　アンモニアのまま ●多くの陸上動物：　尿素（低毒性）として尿と共に ●鳥類：　尿酸塩（固体）：　尿をしない⇒　体重を軽くする

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27 狂牛病の病原体 正常型プリオン（糖タンパク質、ヒトにもある） 感染型プリオン （立体構造が変化） 感染型プリオン（狂牛病の病原体）
正常型プリオン（糖タンパク質、ヒトにもある） 　　　　　　　　　　　 感染型プリオン　 　　　　　　　　　　　 　（立体構造が変化） 感染型プリオン（狂牛病の病原体） 　（タンパク質分解酵素の作用を受けない。脳血液関門を通過する） 遺伝子がないのに増殖性と伝染性をもつ 　　　　　　　　　　　　⇒　生物の定義の変更

28 BSE発症のメカニズム ①異常プリオンが脳に進入 ⇒ ②プロテインXが正常と異常のプリオンの仲立ちをする ⇒
③正常プリオンが異常プリオンに変異⇒ ④異常プリオンが増えて脳がスポンジ状になる