タンパク質
栄養学ではタンパク質全体の量を測定することが重要であり、また生化学で特定のタンパク質を分離精製した際にも、それがどの程度の量であるかを求める必要がある。これらのために一般的なタンパク質の定量分析法が多数開発されている。
精度の高い方法としては、燃焼後に窒素量を測定するデュマ法、硫酸分解後にアンモニア量を測定するケルダール法などがある。
またより簡便な方法としては、紫外可視近赤外分光法、アミド結合(ペプチド結合)の検出を用いたビウレット法、それにフェノール性水酸基等の検出を組み合わせたローリー法、色素との結合を観測するブラッドフォード法などがある。
生体のタンパク質を構成するアミノ酸は20種類あるが、それが3つ連結したペプチドだけでも約20=8000通りの組み合わせがあり得る。タンパク質については、その種類は数千万種と言われる。生物の遺伝子(ゲノム)から作られるタンパク質ひとそろいのセットは、プロテオームと呼ばれるが、ヒトゲノムの塩基配列解読が終わった今、プロテオームの解析(プロテオミクス)が盛んに進められている。
2019年の日本人を対象とした大規模コホート研究において、植物性タンパク質からの摂取エネルギー量が多い人ほど、全死亡率、心血管疾患 (CVD) 死亡、心疾患死亡、脳血管疾患死亡のリスクが低くなる傾向がみられた。総摂取エネルギー量の3 %相当の動物性タンパク質を植物性タンパク質に置き換えた場合、動物性タンパク質をすべて植物性タンパク質に置き換えた場合より全死亡リスク、癌リスク、心血管疾患 (CVD) 死亡リスクが有意に低下した。
2020年7月22日にハーバード大学とテヘラン大学が発表した研究によると、より多くの植物ベースのタンパク質を食べることは寿命を延ばすことができる。カロリー摂取量の3 %を動物性タンパク質(肉、鶏肉、魚、または乳製品)から植物性タンパク質(英語版)に置き換えることは、あらゆる原因による死亡の10 %減少に対応した。特に、卵と赤身の肉を植物性タンパク質に置き換えると、死亡リスクが男性で24 %、女性で21 %も減少したという。
ドイツ語: Protein、英語: protein、フランス語: protéine [prɔtein]、スペイン語: proteína はギリシア語で「第一の」を意味する prōteîos から採られた。1838年にオランダの化学者ヨハンネス・ムルデルが、スウェーデンの化学者イェンス・ベルセリウスから助言を受け、窒素を非常に多く含む生物の基本要素と考えてこの名称をつけた。
「蛋白質」の「蛋」とは卵のことを指し、卵白(蛋白)がタンパク質を主成分とすることによる。これは Protein がドイツ語でまた Eiweiß(卵白)とも訳され、これが日本語に直訳されたと考えられる。
「蛋」という漢字は、例えば皮蛋のように中国ではよく使われる字であるが、日本ではあまり普及していない。そのため栄養学者の川島四郎が「蛋白質」では分かりにくいとして「卵白質」という語を使用したが、一般的に利用されるにはいたらなかった。 現在では、栄養学分野では平仮名の「たんぱく質」、生物学では片仮名の「タンパク質」が使われる傾向にある。
2003年、世界保健機関 (WHO) と国連食糧農業機関 (FAO) は「食事、栄養と生活習慣病の予防」(Diet, Nutrition and the Prevention of Chronic Diseases) を報告している。
一日のエネルギー必要量は、男性では2660 kcal、女性では1995 kcal であり、タンパク質のエネルギー量は4 kcal/gであり、仮に15 %の値を当てはめると、以下のとおりとなる。
男性では、2660 kcal/日 x 0.15 / 4 kcal/g =100 g/日
女性では、1995 kcal/日 x 0.15 / 4 kcal/g =75 g/日
タンパク質は以下のような階層構造をもつ。
一次構造 - アミノ酸配列
二次構造 - αヘリックス、βシート、ランダム構造
三次構造 - タンパク質全体の構造
四次構造 - 多量体
また、アミノ酸のみで構成された種類は単純タンパク質と言い、構成成分にアミノ酸以外のものが含まれる場合は複合タンパク質と呼ばれる。