質問: なぜ、タンパク質のβシートはプリーツシートを構成するのですか? 教科書に詳しく載っていないので、詳しいかた助けていただけるとありがたいです。
回答: こんにちは。 教科書にどれほど書いてあるのか分かりませんが、プリーツ構造の原因はCαと側鎖にあります。ペプチド内ではアミド結合のC’もNもsp2なので平面なのですが、Cαはsp3で四面体形となります。ペプチドは平面上だとギザギザなので、Cαは隣のペプチドに向かって内、外、内、外、と順々で現れるのですが(下図a参照)、内側に現れた場合の側鎖が主な原因となります。 Cαが内側にくる場合には、主鎖が平面だと側鎖とHは斜めに内側を向くことになります。しかし側鎖は大きいため、水素結合分の距離しか離れていない隣のペプチドと反発してしまいます。そのため側鎖がβシートの向きに対してほぼ垂直になるように、N-Cα(もしくはC’-Cα)の単結合が回転します。四面体形のそれぞれの結合同士の角度は約109.5度に保たれるため、N-Cα(C’-Cα)の回転に伴って、C’(N)が側鎖と逆方向にずれてしまいます。すると下図bのように横から見てもギザギザのプリーツ構造になります。 (下図b、赤:酸素、青:窒素、緑:側鎖) (画像はWikipediaのBeta sheetの項目から拝借しました。) ではでは。