細胞が作る「タンパク質」とは

（１）DNAとは
（２）染色体とは
（３）遺伝情報とは
（４）遺伝子とは
（５）細胞が作る「タンパク質」とは　＜＝＝

今回は、『細胞が作る「タンパク質』とは』というテーマで、私なりの説明を試みたいと思います。

今まで、何度も「タンパク質の設計図」とか、「タンパク質をコードする遺伝子」とか、言ってきたので、何を今さら、と思われるかもしれません。しかし、食べるタンパク質と違って、細胞が作るタンパク質は、結構奥が深いのです。最後までお付き合いをいただけますよう、お願いいたします。

普通、食べるタンパク質で連想するのは、お肉とか、卵の白身、大豆とかですよね。あるいは筋トレをやっている人は、「プロテイン」も頭に浮かびますよね。でも、食べるタンパク質ではなく、細胞が作るタンパク質は、すごいんです。簡単にいうと、細胞が作るタンパク質は、ヒトが生体を形成するためのタンパク質はもちろんのこと、生体の働きを実現するためのタンパク質が重要なんです。

まず、生体を形成するタンパク質ですが、代表格は「コラーゲン」です。コラーゲンは、細胞と細胞の間を埋める「間質」としての役割を果たします。コラーゲンは、骨にも結構あるそうです。そして、筋肉でしょうか。要するに、「お肉」ですね。心筋とかいうのも筋肉です。髪の毛や爪、皮膚の角質は、ケラチンというタンパク質も有名です。そして、目の水晶体も、クリスタリンというタンパク質だそうです。

さて、本題に入ります。生体の働きを実現するタンパク質について、ご説明します。
まず、先に申し上げておきたいのは、タンパク質の多くは、糖鎖や、さまざまな金属と結合している場合が多いそうです。例えば、赤血球にある、鉄と結合している「ヘモグロビン」というタンパク質があります。また、肝臓にも、鉄を含むタンパク質（フェリチン）が多いそうです。鉄分を補給するのに、鳥の肝とかを食べようって言われますよね。亜鉛も酵素が活性化するために必要な場合が多いです。糖鎖や金属と結合することにより、タンパク質が活性化する様です。どういう仕組みで活性化するのか、この辺りは私は詳しくはないです（汗）。

生体の働きを実現するタンパク質を列挙すると、さまざまな酵素、膜タンパク質、転写因子、成長（増殖）因子、さまざまなサイトカイン。血液中にあるアルブミン、ペプチドホルモン（インスリン等）、抗体。細胞内にあるリボソーム、プロテアソーム、細胞骨格、キネシンに代表される生体分子モータータンパク質、など、書き出せばキリがありません。

酵素は非常に種類が多いです。消化酵素、薬物代謝酵素、RNAポリメラーゼ、DNAポリメラーゼ、など。「なんとかアーゼ」という名前のものは、すべて酵素だと思っていただいて間違いないと思います。
膜タンパク質は、細胞膜にあり、細胞の内外の物質輸送、細胞内の老廃物の排出、細胞間伝達物質の送受信、免疫反応など、さまざまな働きがあります。新型コロナウイルスで有名になったスパイクタンパク質も、膜タンパク質です。体内に入ってきた細胞が、自己の細胞か非自己細胞かを区別するためのHLAという膜タンパク質もあります。
「生体分子モーター」と言われるタンパク質の一種「キネシン」の動きはとても面白いです。細胞骨格に沿って、大きなタンパク質を担いで歩く様に移動する様子です（注：音が出ます）。
参考：”Kinesin protein takes a walk on a microtubule” https://www.youtube.com/watch?v=xlPDEpimzB8&list=PL7t6hgtQAazO9XbsNb5w_38FkE_GoEbH8

ミトコンドリアの中にあるモータータンパク質も、すごいです。2分41秒のあたりから見ていただくと、タンパク質がまさにモーターのように回転しているのがわかります（注：音が出ます）。
参考：”Mitochondria: the cell’s powerhouse” https://www.youtube.com/watch?v=vkYEYjintqU

他のタンパク質は、説明を省略しますが、これらの、生体の働きを実現するタンパク質は、その働きを実行するために、タンパク質の立体構造が大きく関係しているそうです。タンパク質の凸凹に、別のタンパク質の凸凹がピッタリ噛み合うかどうか、といったことで、タンパク質が働くのだそうです。タンパク質の酸化や糖化によって、タンパク質の立体構造が崩れると、そのタンパク質の働きは失われるそうです。ですので、タンパク質の立体構造は重要です。