定義

名詞
複数形: biomolecules
bio-mol-e-cule, ˈbaɪoʊ ˈmɑləkjul
Any of the molecules produced by living organisms

詳細

Overview

物理や化学でいうなら。 分子とは、電気的に中性で、特徴的な性質を保ったまま自由な状態で単独で存在できる原子の集まりのことです。 分子を構成する原子は、同じ種類のもの（2つの酸素原子からなる酸素分子のように）であっても、異なる種類のもの（酸素と水素からなる水分子のように）であってもよい。 生物学、特に生化学において、分子はあまり厳密には使われない用語で、帯電した有機分子のような微小粒子や、タンパク質、糖質、DNAなど、生体内で生成し自然に存在する物質（生体分子と呼ぶ）を指すこともある

生体分子の種類

生体分子とは、生物が作り出すあらゆる分子を指します。 そのため、そのほとんどが有機分子である。 生体分子の4大グループは、生体に存在する、あるいは生体が作り出す多糖類、アミノ酸とタンパク質、核酸（DNAとRNA）、脂質である。 このように、生体分子の多くは高分子である。 高分子とは、複数の繰り返し単位（モノマー）またはプロトマーからなる化合物で、重合によって生成されるものである。 これらの生体分子の多くは有機化合物である。 有機物であるということは、一般に、他の原子と共有結合した炭素原子を含むということであり、特に炭素-炭素（C-C）および炭素-水素（C-H）である。

生体分子の種類

核酸は、ヌクレオチドの単量体単位からなる生体分子である。 各ヌクレオチドは、リン酸、糖（炭素数5）、窒素塩基から順に構成されています。 核酸中のヌクレオチドの鎖は、3′、5′のホスホジエステル結合で結ばれている。 核酸は、すべての細胞機能と遺伝に重要な遺伝情報を含むDNAまたはRNA分子の形態である。 逆に、ヌクレオシドは、核酸塩基がリボースまたはデオキシリボースと結合したときに形成される生体分子である。 シチジン、ウリジン、アデノシン、グアノシン、チミジンなどがその例である。 ヌクレオシドがリン酸化されたものがヌクレオチドになる。 ヌクレオチドは、核酸の構造単位としての役割以外に、化学エネルギー源（例えば、アデノシン三リン酸またはATP）としての役割も果たすことがある。 また、酵素反応の補因子（フラビンアデニンジヌクレオチド、FAD、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸、NADPなど）としても機能することがあります。 2本の鎖がねじれながら螺旋を形成している。 それぞれの鎖はリン酸塩と五炭糖（2-デオキシリボース）が交互に並んでおり、糖にはアデニン、チミン、グアニン、シトシンのいずれかの窒素塩基が付着している。 リボ核酸は、リボース糖、リン酸基、窒素塩基の繰り返し単位からなる核酸で、一般に一本鎖である。 各ヌクレオチドは糖、リン酸基、窒素塩基からなり、長い直鎖状のヌクレオチドから構成されている。 DNAとの違いは、糖の骨格がリボース（DNAではデオキシリボース）であり、塩基がアデニン、グアニン、シトシン、ウラシルである点である。
DNAもRNAもモノヌクレオチドの繰り返し単位の生体高分子で、要するに炭素、水素、酸素、窒素、リンから構成されているということである。

生体分子の種類

タンパク質はアミノ酸がペプチド結合で結合した生体分子である。 アミノ酸は、塩基性のアミノ基（NH2）、酸性のカルボキシル基（COOH）、水素原子、および炭素原子に結合した有機側鎖基（R）からなる分子である。 したがって、NH2CHRCOOHの基本式がある。 アミノ酸は、非必須アミノ酸と必須アミノ酸に分類される。 非必須アミノ酸（または調剤アミノ酸）は、体内で合成される。 必須アミノ酸は体内で合成されず、食物からしか摂取できない。 天然アミノ酸は約100種類確認されています。 そのうち20種類がタンパク質を構成するのに関与しています。 タンパク質は、ケラチンなどの構造材料として、酵素として、ヘモグロビンなどの輸送体として、抗体として、あるいは遺伝子発現の調節因子として、さまざまな生物学的機能を果たすために不可欠である。 炭水化物の多くは一般式に従う。 Cn (H2O) n という一般式があり、これが炭素の水和物という意味の名前の由来になっている。 しかし、すべての糖質がこの式に従うわけではなく、この法則とは少し異なる構造を持っている。 化学的には、アルデヒドまたはケトンであり、アルデヒドまたはケトンの官能基以外の各炭素原子に多くの水酸基が付加された単純な有機化合物である。 単量体単位の数から、糖質は単糖類、二糖類、オリゴ糖類、多糖類のいずれかである可能性がある。 単糖類は、1つの単糖のみからなる炭水化物である。 例えば、グルコース、フルクトース、ガラクトースなどである。 炭水化物の中で最も基本的なタイプである。 二糖類は、2つの単糖からなる炭水化物である。 スクロース、マルトース、ラクトースなどがその例である。 オリゴ糖は、2〜10個の単糖からなる糖質である。 例えば、ラフィノース、マルトトリオース、マルトテトラオースなどである。 これより多くの単糖ユニットを持つものを多糖類と呼ぶ。 デンプン、セルロース、グリコーゲンなどがその例である。 多糖類が同じ種類の単糖で構成されている場合はホモ多糖（またはホモグリカン）と呼ばれ、多糖類が2種類以上の単糖で構成されている場合はヘテロ多糖（またはヘテログリカン）と呼ばれます。

生体分子の種類

脂質は非極性溶媒（エーテルなど）には溶けやすく、極性溶媒（水など）には溶けない有機化合物である。 主な生物学的機能としては、エネルギー貯蔵、細胞膜の構造成分、細胞シグナル伝達などがある。 生体膜では、脂質成分は、糖脂質、リン脂質、ステロール（コレステロールなど）のような親水性の頭部と疎水性の尾部を持っています。 代謝産物とは、代謝によって、あるいは代謝の過程で生成されるあらゆる物質を指す。 代謝物の例としては、アルコール、アミノ酸、抗酸化物質、ヌクレオチド、有機酸、ビタミン、ポリオール、アルカロイド、テルペノイドなどがある。 天然物には、生物由来材料、バイオベース材料、体液などがあります。

研究

分子生物学と生化学は、生体分子とその反応を研究する生物学の二つの下位分野です。 特に分子生物学は、生命に不可欠な高分子（特に遺伝子の役割を持つ）の構造と活性を研究します。 DNAの化学的性質など、分子レベルでの生物学を研究するものである。 生化学は、タンパク質、糖質、脂質、核酸、その他の生体分子などの細胞構成要素の構造と機能、および生命現象におけるそれらの機能と変容を研究する学問である。

補足

語源

• 古代ギリシャ語のβίος（bíos、「生命」の意）
• フランス語 molécule, from New Latin molecula (“a molecule”)

Synonym

Derived term

• biomolecular (adjective, の、に関係する、に関連する。

続き

参照

• 核酸
• たんぱく質
• 糖質
• 脂質
• 分子

参照