タンパク質の構造と特徴：2- タンパク質の立体構造
Toriさん
前回の記事では、アミノ酸がペプチド結合によって繋がっていることを説明したね。
今回は、ペプチド結合によって繋がったものがどのようにタンパク質の立体構造を作っているのかを説明するよ。これを勉強すれば、なぜゆで卵が固まるのかが理解できるよ！
タンパク質の立体構造
タンパク質には、一次構造、二次構造、三次構造、四次構造とよばれる構造があります。まず、細かい方から順にみていきましょう。
一次構造：primary structure
前回の記事で説明した、ペプチド結合によってアミノ酸が多数繋がった鎖の構造を、一次構造と呼びます。アミノ酸20種が数100-数1,000個連なるため、これだけでも2100通り以上の異なる組み合わせが考えられます。実際に2100を計算してみるとわかりますが、とてつもなく大きな数です（兆とかのレベルじゃないです笑）。実際に生体内に全ての組み合わせが存在するわけではありませんが、これだけでもタンパク質にはかなりバリエーションがあることがわかると思います。
二次構造：secondary structure
一次構造だと、アミノ酸がたくさん繋がった鎖のようなイメージですね。実際にはこの鎖のような構造がらせん構造をとったり、シート状の構造をとったりしています。らせん構造を、αヘリックス（α-helix）とよび、シート状の構造をβシート（β-sheet）とよびます。これらを合わせて、二次構造とよびます。このように、生体内では一次構造がらせんやシートとして空間に折りたたまれて存在しています。
三次構造：tertiary structure
二次構造がさらに全体として折りたたまれた形をとって、タンパク質全体の形をつくっています。イメージとしては、グミのひもQのようなイメージです。ぐにょぐにょと折りたたまって塊になっているのがタンパク質全体で、ひもを細かくみると実はらせん構造をしている、といったイメージです。このような、タンパク質全体の形を、三次構造とよびます。
四次構造：quaternary structure
三次構造によるタンパク質がいくつか集まった会合状態を、四次構造とよびます。例えば、血液で酸素を運ぶ役割を持つ赤血球のヘモグロビンは、2種類のヘモグロビンタンパク質が2つずつ4分子集まって機能しています。
構造を維持する力
二次構造から四次構造までを総称して、高次構造（higher-order structure）と呼びます。高次構造の維持には、ジスルフィド結合、水素結合、ファンデルワールス力などと呼ばれる力が重要な役割を果たしています。
タンパク質の変性：denaturation
タンパク質の立体構造は、熱、酸、アルカリ、有機溶媒、重金属イオンなどの影響によって破壊されることがあります。これを、タンパク質の変性とよびます。これは、上記のような構造を維持する結合が切断されることによって起こります。タンパク質の変性が起こると、水に溶けにくくなったり、見た目や形状などが変わることがあります。例えば、卵をゆで卵にすると黄身や白身が固まりますよね。あれは、加熱したことによってタンパク質の変性が起こった状態です。また、ヨーグルトがなぜ固まるのかも、タンパク質の変性が関係しています。乳酸菌は牛乳に含まれる乳糖を分解し乳酸を産生します。乳酸は酸であるため、牛乳に含まれるたんぱく質を変性させます。実はタンパク質の変性が、ヨーグルトをつくる仕組みだったのですね。
まとめ
タンパク質の構造について、一枚の図にまとめました。
Toriさん
タンパク質は一次構造から四次構造まで複雑な立体構造をしているんだね。
タンパク質の立体構造と変性について勉強したら、なぜゆで卵やヨーグルトが固まるのかも説明できるようになったね！
タンパク質の構造と特徴：1- アミノ酸とペプチド結合
Toriさん
栄養学をより深く理解するために、生命の機能と構造に重要なタンパク質について詳しくみていくよ！
今回はアミノ酸とペプチド結合について図を使って解説するよ！
タンパク質（protein）は生命の構造や機能にとって不可欠なものです。タンパク質は生体内で以下のような機能を担っています。
これらのタンパク質は全て、20種類のアミノ酸が様々な組み合わせで連なってできています。たった20種類のアミノ酸から生物の多様な機能や構造がつくられていることはとても不思議ですよね！その謎を解き明かすための手がかりとして、今回はアミノ酸やペプチド結合について勉強していきましょう！
アミノ酸：amino acid
アミノ酸とは、アミノ基（-NH2）とカルボキシ基（-COOH）をもつ有機化合物のことを指します。
アミノ酸の構造を模式的に表したものが、以下の図になります。図では平面で表していますが、実際にはアミノ酸は立体構造をしています。
図のように、炭素を中心に、アミノ基、水素、カルボニル基、側鎖が結合した構造になっています。側鎖はアミノ酸の種類によって異なり、この違いによって20種のアミノ酸が存在します。例えば、側鎖が水素原子である場合、グリシンというアミノ酸になります。
中性水溶液中では、以上のようにアミノ基は水素イオン（プロトン）と結合し、カルボキシ基は水素イオンを解離した状態となっています。つまり、アミノ酸は塩基性基と酸性基の両方をもつ両性電解質であるといえます。すなわち、水に溶けやすい（水溶性）物質であるといえます。
ペプチド結合：peptide bond
アミノ酸は、ペプチド結合という結合によってくっつくことができます。アミノ酸がペプチド結合によって多数繋がっていき、100-数1000ものアミノ酸がつながり、タンパク質となります。また、アミノ酸が二つ結合してできたものをジペプチド、三つ結合したものをトリペプチド、多数繋がったものをポリペプチドと呼びます。
ペプチド結合について、以下の図にまとめました。カルボキシ基とアミノ基から水分子を外し（脱水）CとNが結合することによって、ペプチド結合ができます（縮合）。図はジペプチドを表していますが、タンパク質の場合はペプチド結合がいくつも繋がってできます。ペプチド結合していない両端のことを、それぞれN末端、C末端と呼びます。また、ペプチド結合形成後の側鎖（Rの部分）のことを残基とも呼びます。
まとめ
ポイントを三つにまとめました！
Toriさん
20種類のアミノ酸を色々な組み合わせでつなげることで、色々な機能や構造をもつタンパク質になるんだね！
次回はペプチド結合で繋がった長い鎖がどんな形をつくるのかをみていくよ！
栄養学の基本：炭水化物とは？
炭水化物は、三大栄養素として人間が生きていくために必要不可欠なものです。しかし、炭水化物、糖質、糖類、デンプン、砂糖、、、という言葉はよく耳にすると思いますが、その違いはご存じでしょうか？今回は、この違いや分類について整理しました！
炭水化物とは
炭水化物とは、名前の通り炭素と水素（と酸素）から成る化合物です。炭水化物は、大きく分けて糖類、糖質、食物繊維の三つに分けることができます。
糖類
糖類とは、単糖類と二糖類のことを指します。単糖類が、炭水化物を構成する最も小さい単位であると言えます。例えば、ブドウ糖（グルコース : glucose）や果糖（フルクトース : fructose）が代表的な単糖類です。代表的な二糖類には、ショ糖（スクロース : sucrose）があります。これは、一般的に砂糖と呼ばれるもので、ブドウ糖と果糖が一つずつ結合してできた二糖類です。
糖質
糖質とは、デンプンなどの多糖類と糖アルコール、糖質を総称したものです。例えば、多糖類の一つであるデンプンはα-グルコース（ブドウ糖）がたくさん繋がったものです。運動時のサプリメントとして使用されるマルトデキストリンは、デンプンを分解したものです。このように、糖質には単糖類から多糖類まで様々な大きさの分子があります。これらは全て単糖類が繋がったものです。
食物繊維
食物繊維はよく聞くと思いますが、実は食物繊維も炭水化物の一種なのです。食物繊維は、人間が消化できないもののことを指します。消化できないのに栄養素として必要なの？という疑問があると思いますが、これはまた別の機会に紹介します！
まとめ
炭水化物の分類について整理しました。下の図をご覧ください。まず、最も小さな単糖類と、単糖類が二つ繋がった二糖類を合わせて、糖類と呼びます。糖類に加えて、単糖類が多数繋がった多糖類や糖アルコールを含めて、糖質と呼びます。さらに、人間が消化できない食物繊維を含めての総称が、炭水化物です。
例えば、単糖類であるグルコースは、糖類であり糖質であり炭水化物です。一方、食物繊維は炭水化物ではあるものの、糖質や糖類には分類されません。
主な単糖類にはグルコースやフルクトース、ガラクトースがあり、その組み合わせによって様々な二糖類、多糖類があります。炭水化物といっても様々な種類があると言えますね。
豆乳アイス ヘルシーで美味しい！
夏はやはりアイスが食べたくなりますね。しかし、アイスクリームは基本的に高カロリーだから食べるのに罪悪感が、、、
そこで、今回紹介するのは、「豆乳アイス」です。
豆乳アイスの作り方
作るのはとても簡単！
①豆乳を買ってきて
②冷凍庫で凍らす
以上！！！
とても簡単にヘルシーなアイスが出来上がります！
豆乳アイスの栄養素
プリン マンゴー フルーツミックス バニラアイス 熱量（kcal） 118kcal 138kcal 107kcal 142kcal たんぱく質 3.9g 2,2g 2.2g 4.6g 脂質 5.2g 1,8g 1.4g 4.6g ー飽和脂肪酸 0.87g 0.22g 0.21g 0.74g コレステロール 0mg 0mg 0mg 0mg 炭水化物 16g 30.2g 21.6g 22.6g ―糖質 11.8g 26.4g 21.0g 18.6g ー食物繊維 4.2g 3.8g 0.6g 4.0g 食塩相当量 0.38g 0.074g 0.069g 0.29g カリウム 194mg 120mg 115mg 223mg イソフラボン 25mg 13mg 13mg 28mg その他 ビタミンD2.5µg
キッコーマンさんの豆乳の栄養素をまとめてみました。代表的なバニラアイスである、「明治 エッセル スーパーカップ 超バニラ 200ml」が、374kcalであることと比較すると、これらは同じ200mlという量でも非常に低カロリーであることがわかります。さらに、食物繊維、カリウム、イソフラボン、ビタミンD（フルーツミックス味のみ）といった栄養素がアイスを美味しく食べることで手軽に摂取できてしまうのは素晴らしいとしか言いようがありません！
食物繊維は腸内環境を整え、カリウムは塩分の排出、イソフラボンの美肌効果など、様々な効果が期待できますが、何より、美味しくて低カロリーであることが素晴らしいです！
どの味も非常に美味しいですが、私はフルーツミックス味がお気に入りです。豆乳のくせの強さは全く感じず、普通に美味しいフルーツミックスの味がします！ここで紹介した以外にもアイスにしても美味しく、普通に飲んでも美味しい味がたくさんあるので、是非皆さんもいろいろ試してみて、お気に入りの味を見つけてください！
一本当たり100円しないくらいで買えるのも非常に嬉しいです！
ちなみに、アイスにする食べ方は公式にも紹介されているので、安心してお試しください！
https://www.k-tounyu.jp/cp/tounyu_ice/
まとめ
豆乳アイスは、安い、美味しい、簡単、低カロリーとメリットだらけ！！
是非お気に入りの味をみつけてくださいね。
栄養学の基本：PFCバランスとは？
PFCバランスとは？
このページでは、栄養バランスを考える上で最も重要となるPFCバランスについて解説していきます。PFCバランスとは、
- たんぱく質（Protein）
- 脂質（Fat）
- 炭水化物（Carbohydrates）
のカロリーのバランスのことです。これら三つがエネルギー源となります。これらのバランスを保つことが、身体づくりやダイエットのために重要となります。特に、日本人は米や麺など炭水化物を過剰に摂取しがちなので、意識的にたんぱく質の摂取量を増やし、炭水化物、脂質を採りすぎないように抑えることが必要です。
計算方法
一般的に、PFCバランスはエネルギー比（カロリー比）で計算されます。例えば、1日あたり2500kcal（2500kcal/day）摂取する場合で、たんぱく質を20%、脂質を20%、炭水化物を60%ととした場合、それぞれ1gあたり4,9,4kcal（kcal/g）であるため、
- たんぱく質 500kcal = 125g
- 脂質 500kcal = 56g
- 炭水化物 1500kcal = 375g
となります。
基準は？
厳密に食事管理を行う場合は、身体活動量や体重から消費エネルギーを推定し、そこから、どのくらいのペースで減量・増量するのかによって摂取カロリーの目標を立てます。そこから、PFCバランスを設定し、それぞれの摂取量を求めることができます。
しかし、食事管理を厳密に行うのは非常に大変であるため、続かない場合が多いです。厳密な管理を行わなくても、だいたい適切なバランスがどれくらいであるかを知っておくだけでも食事の選び方は変わってきます。以下に、私がおすすめする具体的な方法をまとめます。
実践：たんぱく質量のみを意識する！
日本人の一般的な食生活だと、炭水化物が多くなりがちで、たんぱく質が不足しがちです。炭水化物をとりすぎると、体脂肪の増加につながりやすいです。また、たんぱく質が不足すると、筋肉の材料が不足することになります。筋肉をつけ健康的でカッコいい・美しい体を目指すためには、意識的にたんぱく質を増やし、炭水化物をとりすぎないようにする必要があります。筋トレなど運動する習慣をつけ、たんぱく質量を意識するだけで身体は少しずつ変わっていきます。
まず、一日のたんぱく質量がどの程度かを計算してみましょう。コンビニの食事などは貼ってあるシールに表示されているので、確認してみましょう。自炊している人は、一日に食べる食べ物のうち、肉や魚、卵、乳製品、大豆などをどれだけ摂取しているか調べて、計算してみましょう。
いかがでしょうか。多くの場合、体重1kgあたり1gのたんぱく質をとれているかどうかくらいだと思います。（例えば、体重60kgの場合、たんぱく質60g）
健康的でかっこいい・美しい体を目指すためには、1.5g/kg前後を目指しましょう！
毎日計算するのは大変で続かないと思いますが、どれくらい足りてなくてあとどれくらい増やせばよいのかを知っておけば、食事管理も楽にできるはずです！
まとめ
栄養学の基本：たんぱく質とは？
本ページでは、三大栄養素の一つである、たんぱく質について説明します。
たんぱく質とはどのようなものであり、なぜ必要であるのかについて説明していきます。
たんぱく質：Protein
タンパク質とアミノ酸：Protein & amino acid
たんぱく質は、三大栄養素の一つであり、生物の筋肉などを構成する重要な成分です。たんぱく質は、アミノ酸という物質が複数繋がってできたものです。アミノ酸が50個以上繋がったものをたんぱく質とよび、2-49個をペプチドとよび、一つのみのものをアミノ酸とよびます。たんぱく質やペプチドも、消化吸収される際には、アミノ酸に分解されてから吸収されます。
アミノ酸：amino acid
たんぱく質を構成するアミノ酸は、20種類あります。そのうち、9種類は必須アミノ酸と呼ばれ、体内で合成することができないため、食事から摂取する必要があります。
たんぱく質の必要性
たんぱく質は、筋肉や髪・皮膚・爪・内臓など人間の体を構成するために不可欠な栄養素です。厚生労働省の日本人の食事摂取基準によると、体重1kgあたり0.8gのたんぱく質が必要であるとされています。また、スポーツやトレーニングを行う人や、筋肉をつけたい場合には、体重1kgあたり1.2-2.0kg程度が必要とされます。このような摂取量は多くの人にとって意識的に摂取しなければ達成することは出来ないといえます。
たんぱく質と食事：筋肉を増やし、健康になるためには？
たんぱく質を多く含む食事として、肉や魚、牛乳・卵・大豆などが挙げられます。筋肉をつけ健康な体づくりをしていくためには、これらの食品を積極的に摂取していくことが大切です。トレーニングや運動を日常的に行っていて、たんぱく質の摂取が不足している場合には、プロテインなどの補助食品を摂取するのもよいでしょう。プロテインは、牛乳や大豆などからたんぱく質を抽出したものなので、肉で同じ量のたんぱく質を摂取する場合と比較して余分な脂質を摂取せずにすみます。なので、食事の補助としてプロテインを摂取することをおすすめします！ちなみに、BCAAやEAAといったアミノ酸サプリメントも多く発売されています。これらはアミノ酸であるため、たんぱく質よりも吸収が早く、主に運動時のサプリメントとして用いられます。これらを摂取するという選択肢もありますが、トレーニング初心者・中級者の方にはまずはプロテインをおすすめします。理由は、価格面でプロテインの方が安くたんぱく質を摂取できることと、まずはタンパク質量を増やすことが重要だからです。
まとめ
まずは自分のたんぱく質摂取量が足りているか確認してみましょう！平均的な一日の食事から摂取量をだいたい計算してみて、まずは最低限達成できているか、さらに体づくりのために必要な量が達成できているかを確認してみましょう！
栄養学の基本：五大栄養素
五大栄養素とは？
このページでは、栄養学の基本である五大栄養素について説明します。
五大栄養素とは、一般的に、
- 炭水化物
- たんぱく質
- 脂質
- ビタミン
- ミネラル
のことを指します。炭水化物とたんぱく質と脂質はエネルギー源となる三大栄養素とよばれ、ビタミンとミネラルは補助的な役割をする微量栄養素と呼ばれます。これらは全て生命にとって不可欠なものです。それぞれについて、詳しく説明していきます。
炭水化物：Carbohydrates
炭水化物は、炭素と水素と酸素（元素記号：C,H,O）から構成されています。栄養学的には、大きく分けて糖質と食物繊維に分類されます。
糖質とは、糖類やでんぷんなどのことです。これらは、1gあたり約4kcalのエネルギー源となります。一般的な食事では主食となる、ご飯（お米）や麺類（うどん、そば、パスタなど）、パンなどに多く含まれています。
食物繊維とは、人の消化酵素で消化されない食物中の難消化性成分のことを指します。簡単に言えば、消化されずエネルギー源とならない炭水化物のことです。これらは、消化されないからといって摂取しても無駄なわけではありません。腸内環境を整えたり、血糖値の上昇を抑える効果があることが明らかとなっています。
たんぱく質：Protein
たんぱく質は、炭素と水素と酸素、そして窒素（C,H,O,N）から構成されています。
たんぱく質は、生物を構成する重要な成分となっています。例えば、筋肉や皮膚、髪の毛、爪は主にたんぱく質から構成されています。また、たんぱく質も1gあたり約4kcalのエネルギーをもちます。多く含む食事としては、肉・魚、牛乳、卵、大豆などが挙げられます。
ちなみに、タンパク質は英語でProtein（プロテイン）といいます。日本で一般的に「プロテイン」と呼ばれているものは、主に牛乳や大豆からたんぱく質を抽出したものです。
脂質：Lipid
脂質は、炭素と水素と酸素（C,H,O）から構成されています。
脂質は、生物を構成する重要な成分であり、エネルギー源でもあります。例えば、細胞膜などの膜を構成する成分は主に脂質です。脂質は1gあたり約9kcalのエネルギーを持ちます。
脂質は油脂ともいわれ、食品としては油（Oil）と脂（Fat）に分類することができます。油と脂の違い（oilとfatの違い）は以下の通りです。
油は、常温で液体の状態であるもののことを指します。例えば、オリーブオイルやごま油、サラダ油などは常温で液体であることがイメージできると思います。
脂は、常温で固体の状態であるもののことを指します。例えば、ラード（豚の脂）や牛脂などは常温で固体であることがイメージできると思います。
ビタミン：Vitamin
ビタミンは、生物の生存・生育に必要な栄養素のうち、体内で十分な量を合成できない炭水化物・タンパク質・脂質以外の有機化合物の総称です。有機化合物とは、炭水化物やたんぱく質、脂質のように、炭素（C）を含む物質のことです。
ビタミンは、代謝などの生命活動に必要な物質であり、様々な種類があり、様々な食品に含まれます。
ミネラル：Mineral
ミネラルは、生物の生存・生育に必要な栄養素のうち、有機化合物ではないもの（無機物）の総称です。これらは、身体の材料となったり、機能の調節に必要な栄養素です。例えば、骨を構成するために必要なカルシウムなどが挙げられます。これらはビタミンと同様に、微量ですが様々な食品に含まれ、様々な役割を果たしています。
まとめ
以下にまとめ図をつくりました！これらが健康的な食事や栄養を考える上で基本的な知識になります。次回からは詳しくそれぞれについて解説したいと思います！
