20種類すべての必須・非必須アミノ酸の構造式の一覧をわかりやすくまとめてみた

私たちの身体をつくっている10万種以上あるタンパク質は、わずか20種類のアミノ酸の組み合わせによってつくられています。

本記事では、この20種類すべてのアミノ酸の構造式を紹介したいと思います。

併せて、私たちの身体での役割についても軽く触れます。

本記事の内容
  • 20種類すべてのアミノ酸の構造式
  • 個々のアミノ酸の役割

1.アミノ酸の一般構造式

アミノ酸とは
分子内に、アミノ基(-NH2カルボキシ基(-COOH)をもつ化合物のことを総称してアミノ酸といいます。

上の図は、アミノ酸の一般的な構造式です。

中心の炭素(C)に、カルボキシ基(-COOH)とアミノ基(-NH2)が結合していますが、この炭素(C)にはもう一つのカタマリ「側鎖(R)」も結合しています。

この側鎖(R)の違いが、アミノ酸の種類を分けています。

1.1.α-アミノ酸

とくに、同じ炭素(C)にアミノ基(-NH2)とカルボキシ基(-COOH)が結合したものを「α-アミノ酸」といいます。

通常、私たちがアミノ酸といっているのは「α-アミノ酸」のことです。

補足:アミノ酸の名前の由来
アミノ酸の「アミノ」は、アミノ基「-NH2」をもっているところからきています。
アミノ基とは、アンモニアから水素Hを取り除いたもので、-NH2であらわされます。
アミノ酸の「酸」は、「酸性」のことです。
一般に、酸性を示す有機化合物の多くは、カルボキシ基「-COOH」を含んでいます。
つまり、アミノ基「-NH2」とカルボキシ基「-COOH」をもっているから、アミノ酸と名づけられました。

1.2.アミノ酸が一本の「ヒモ」になってタンパク質がつくられます

20種類のアミノ酸が、遺伝子の情報にもとづいてペプチド結合することで、タンパク質はつくられています。

この結合は、枝分かれすることなく、一列に、一本のヒモのようにつながっていきます。

2.必須アミノ酸と非必須アミノ酸

私たちの身体を構成するタンパク質は、20種類のアミノ酸によって構成されているんですが、必須アミノ酸と非必須アミノ酸に分けることができます。

必須アミノ酸と非必須アミノ酸
  • 必須アミノ酸
    →体内で合成されない(または合成されにくい)アミノ酸のこと
    (バリン、イソロイシン、ロイシン、メチオニン、リジン、フェニルアラニン、トリプトファン、スレオニン、ヒスチジン)
  • 非必須アミノ酸
    →体内で合成されるアミノ酸のこと
    (アルギニン、グリシン、アラニン、セリン、チロシン、システイン、アスパラギン、グルタミン、プロリン、アスパラギン酸、グルタミン酸)
    ※ アルギニンは小児では合成量が少なく、準必須アミノ酸と考えられています。

上記の20種類のアミノ酸によって、私たちの身体のすべてのタンパク質がつくられているんですが、タンパク質を構成しないアミノ酸(遊離アミノ酸)というのも私たちの身体にはあります。

遊離アミノ酸

テアニン、オルニチン、シトルリン、タウリンなど

3.20種類のアミノ酸全種類の構造式

上の図は、アミノ酸の一般的な構造式で、側鎖(R)の部分がアミノ酸ごとに異なります。

実際のアミノ酸の構造は、平面ではありません。
実際のアミノ酸の構造は、正四面体の中心に炭素原子があり、正四面体の頂点の位置に残り4つの原子(分子)があります。
つまり、実際の形は構造式に書かれているような、単純な十字形ではないということです。
L体とD体は光学異性体を区別するための記号です。
グリシンを除くアミノ酸には、光学異性体があり、一方をL体、もう一方をD体とよんで区別しています。
ちなみに、私たちの身体を構成するタンパク質はすべてL体です。
D体とL体では、立体構造が異なるんですが、本記事ではD体とL体が分かるような構造式の記載をしていません。
あくまで、どういった構造で、それぞれのアミノ酸ができているのかがわかることを目的としております。

それでは実際に、20種類のアミノ酸の構造式をみていきます。

①グリシンの構造式と役割

グリシン(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Gly
  • 1文字略記号・・・G
  • 分子量・・・75.1
役割
  • クレアチンリン酸の材料
  • コラーゲンの材料
  • 神経伝達物質
  • 胆汁酸抱合体の材料
  • 赤血球の材料

②アラニンの構造式と役割

アラニン(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Ala
  • 1文字略記号・・・A
  • 分子量・・・89.1
役割
  • エネルギー源

③バリンの構造式と役割

バリン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Val
  • 1文字略記号・・・V
  • 分子量・・・117.1
役割
  • 成長に関与
  • 血液中の窒素バランスの調整
  • 肝機能向上

④ロイシンの構造式と役割

ロイシン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Leu
  • 1文字略記号・・・L
  • 分子量・・・131.2
役割
  • 肝機能向上
  • 幹細胞の増殖・分化の正常化
  • 血糖コントロール
  • タンパク質生合成の促進
  • 筋タンパク質の維持
  • 筋肉グリコーゲン合成・酵素活性の促進

⑤イソロイシンの構造式と役割

イソロイシン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Ile
  • 1文字略記号・・・I
  • 分子量・・・131.2
役割
  • 成長促進
  • 神経機能補助
  • 血管拡張
  • 肝機能向上

⑥フェニルアラニンの構造式と役割

フェニルアラニン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Phe
  • 1文字略記号・・・F
  • 分子量・・・165.2
役割
  • 血圧の上昇
  • 鎮痛作用
  • ドーパミン、ノルアドレナリンの材料

⑦セリンの構造式と役割

セリン(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Ser
  • 1文字略記号・・・S
  • 分子量・・・105.1
役割
  • さまざまな酵素の部分を構成
  • 情報伝達を担う(リン酸化をうける)
  • 中枢神経の栄養因子

⑧スレオニンの構造式と役割

スレオニン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Thr
  • 1文字略記号・・・T
  • 分子量・・・119.1
役割
  • 成長促進
  • 脂肪肝の抑制

⑨チロシンの構造式と役割

チロシン(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Tyr
  • 1文字略記号・・・Y
  • 分子量・・・181.2
役割
  • アドレナリン、ノルアドレナリン、ドーパミンの材料
  • 甲状腺ホルモンの材料
  • 黒色色素メラニンの材料

⑩アスパラギン酸の構造式と役割

アスパラギン酸(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Asp
  • 1文字略記号・・・D
  • 分子量・・・133.1
役割
  • アラニンの原料
  • 神経伝達物質

⑪グルタミン酸の構造式と役割

グルタミン酸(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Glu
  • 1文字略記号・・・E
  • 分子量・・・147.1
役割
  • 興奮性神経伝達物質
  • アンモニアのコントロール
  • アンモニア解毒の基質(脳)
  • GABAの材料
  • グルタチオンの材料

⑫アスパラギンの構造式と役割

アスパラギン(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Asn
  • 1文字略記号・・・N
  • 分子量・・・132.1
役割
  • アラニンの原料
  • 神経伝達物質

⑬グルタミンの構造式と役割

グルタミン(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Gln
  • 1文字略記号・・・Q
  • 分子量・・・146.2
役割
  • 小腸のエネルギー源
  • 免疫細胞のエネルギー源
  • 消化間粘膜の保護

⑭システインの構造式と役割

システイン(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Cys
  • 1文字略記号・・・C
  • 分子量・・・121.2
役割
  • タンパク質の立体構造に関与
  • タウリンの成分
  • 補酵素CoAの成分

⑮メチオニンの構造式と役割

メチオニン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Met
  • 1文字略記号・・・M
  • 分子量・・・149.2
役割
  • 開始アミノ酸としての役割
  • 薬物中毒の解毒
  • 肝機能の改善

⑯ヒスチジンの構造式と役割

ヒスチジン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・His
  • 1文字略記号・・・H
  • 分子量・・・155.2
役割
  • 成長に関与
  • ヘモグロビン、白血球の産生に関与

⑰リジンの構造式と役割

リジン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Lys
  • 1文字略記号・・・K
  • 分子量・・・146.2
役割
  • 身体組織修復
  • 成長に関与
  • 肝機能の向上

⑱プロリンの構造式と役割

プロリン(非必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Pro
  • 1文字略記号・・・P
  • 分子量・・・115.1
役割
  • コラーゲンの材料
  • 角質層保湿作用
  • コラーゲン修復作用

⑲アルギニンの構造式と役割

  • 3文字略記号・・・Arg
  • 1文字略記号・・・R
  • 分子量・・・174.2
役割
  • 一酸化窒素の前駆体
  • 成長ホルモン、インスリン、グルカゴンの分泌に関与

⑳トリプトファンの構造式と役割

トリプトファン(必須アミノ酸)
  • 3文字略記号・・・Trp
  • 1文字略記号・・・W
  • 分子量・・・204.2
役割
  • セロトニンやメラトニンの材料
  • コレステロール、血圧のコントロール

トリプトファンのサプリには抑うつ状態や不眠症の改善に効果あり

2018年11月11日

以上で、20種類すべてのアミノ酸の構造式の紹介は終了となります。

ここまでお読みいただきありがとうございました。

なんとなく分かったと思いますが、それぞれのアミノ酸はまったく別の構造をしているわけではありません。

少しつぎ足したり、一部を取り替えたりすることで、色んなアミノ酸がつくられています。

それもそのはずです。生物にとって複雑な反応をして、まったく別の化合物をつくるよりも、一部を変化させたほうが効率がいいからです。

そのおかげで、多少は覚えやすいと思います。

というわけで今回は以上です。

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