Loading article…
化学において、二量化とは、2つの同一または類似の分子を結合によって結合するプロセスです。結果として生じる結合は、強い場合も弱い場合もあります。多くの対称的な化学種は、モノマーが未知であったり非常に不安定であったりする場合でも、二量体として説明されます。 [1]
ホモ二量体という用語は、2つのサブユニットが同一である場合（例：A–A）に使用され、そうでない場合（例：A–B）にヘテロ二量体が使用されます。二量化の逆は、解離と呼ばれることがよくあります。2つの反対の電荷を持つイオンが二量体に結合した場合、デンマークの化学者ニールス・ビェルムにちなんでビェルム対[2]と呼ばれます。
非共有結合二量体
無水 カルボン酸は、酸性水素とカルボニル酸素の水素結合によって二量体を形成する。例えば、酢酸は気相で二量体を形成し、モノマー単位は水素結合によって保持される。[3]多くのOH含有分子は二量体を形成し、例えば水二量体を形成する。
エキシマーとエキシプレックスは寿命の短い励起構造です。例えば、希ガスは安定した二量体を形成しませんが、高圧と電気刺激下ではAr 2 *、Kr 2 *、Xe 2 *などのエキシマーを形成します。 [4]
共有結合二量体
分子二量体は、多くの場合、 2A → A−Aのように 2 つの同一化合物の反応によって形成されます。この例では、モノマー「A」が二量体化して二量体「 A−A」 を生成すると言われています。
ジシクロペンタジエンは、2 つのシクロペンタジエン分子がディールス アルダー反応で反応して生成物となる非対称二量体です。加熱すると「分解」（逆ディールス アルダー反応）して、同一のモノマーが生成されます。
多くの非金属元素は二量体として存在します：水素、窒素、酸素、およびハロゲンのフッ素、塩素、臭素、ヨウ素。一部の金属は、気相で二量体を形成します：二リチウム（Li 2）、二ナトリウム（Na 2）、二カリウム（K 2）、二ルビジウム（Rb 2）、二セシウム（Cs 2）。このような元素二量体は、等核二原子分子です。
高分子化学
ポリマーの文脈では、「二量体」は、化学量論や縮合反応に関係なく、重合度2 を指します。
これが当てはまるケースの 1 つは二糖類です。たとえば、セロビオースはグルコースの二量体ですが、生成反応では水が生成されます。
ここで、結果として得られる二量体は、最初のモノマーのペアとは異なる化学量論を持ちます。
二糖類は、同じ単糖類から構成されていなくても二量体とみなされます。一例は、果糖とブドウ糖の二量体であるスクロースで、これは上記と同じ反応式に従います。
アミノ酸は二量体を形成することもあり、これをジペプチドと呼びます。一例には、ペプチド結合によって結合した2 つのグリシン分子からなるグリシルグリシンがあります。他の例としては、アスパルテームやカルノシンなどがあります。
無機および有機金属二量体
多くの分子やイオンは、モノマーがわかりにくい場合でも、二量体として説明されます。
ボラン
ジボラン（B 2 H 6 ）はボランの二量体であり、見つけにくく、めったに観察されない。R2BH型の化合物のほとんどすべては二量体として存在する。[5]
有機アルミニウム化合物
トリアルキルアルミニウム化合物は、結合した基の立体的大きさに応じて、モノマーまたはダイマーとして存在することができます。例えば、トリメチルアルミニウムはダイマーとして存在しますが、トリメシチルアルミニウムはモノマー構造をとります。[6]
有機クロム化合物
シクロペンタジエニルクロムトリカルボニル二量体は、一金属ラジカル（C 5 H 5）Cr（CO）3と測定可能な平衡量で存在する。[7]
生化学的二量体
ピリミジン二量体
ピリミジン二量体（チミン二量体とも呼ばれる）は、紫外線にさらされるとピリミジンDNA塩基から光化学反応によって形成されます。 [6]この架橋によりDNAの変異が起こり、発がん性があり、皮膚がんを引き起こす可能性があります。[6]ピリミジン二量体が存在すると、ポリメラーゼを阻害し、修復されるまでDNAの機能を低下させます。[6]
タンパク質二量体
タンパク質二量体は、 2つのタンパク質間の相互作用から生じ、さらに相互作用して、より大きく複雑なオリゴマーを形成します。[8]たとえば、チューブリンは、 α-チューブリンとβ-チューブリンの二量体化によって形成され、この二量体は、さらに重合して微小管を形成します。[9]対称タンパク質の場合、大きなタンパク質複合体は、より小さな同一のタンパク質サブユニットに分解され、それが二量体化して、機能的なタンパク質を作るために必要な遺伝コードが減少します。[8]
Gタンパク質共役受容体
ヒトゲノム内で 最大かつ最も多様な受容体ファミリーであるGタンパク質共役受容体（GPCR）は、広範囲に研究されており、最近の研究では二量体を形成する能力があることが裏付けられています。[10] GPCR二量体には、GPCRファミリーの関連メンバーから形成されるホモ二量体とヘテロ二量体の両方が含まれます。[11]すべてではありませんが、 GABA B受容体など、一部のGPCRは機能するために二量体化を必要とするため、生物システムにおける二量体の重要性が強調されています。[12]
受容体チロシンキナーゼ
Gタンパク質共役受容体と同様に、受容体チロシンキナーゼ（RTK）がシグナル伝達において機能を果たすためには二量体化が不可欠であり、多くの異なる細胞プロセスに影響を及ぼす。[13] RTKは通常モノマーとして存在するが、リガンド結合時に構造変化を起こし、近くのRTKと二量体化することができる。[14] [15]二量体化により、さらなるシグナル伝達を担う細胞質キナーゼドメインが活性化される。[13]
参照
ウィキメディア・コモンズには、二量体に関連するメディアがあります。
参考文献
- ^ 「二量化」。
- ^ Adar, Ram M.; Markovich, Tomer; Andelman, David (2017-05-17). 「イオン溶液中のビェルム対: ポアソン-ボルツマンアプローチ」. The Journal of Chemical Physics . 146 (19): 194904. arXiv : 1702.04853 . Bibcode :2017JChPh.146s4904A. doi :10.1063/1.4982885. ISSN 0021-9606. PMID 28527430. S2CID 12227786.
- ^ Karle, J.; Brockway, LO (1944). 「ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸のモノマーと二量体および重水素酢酸1の二量体の電子回折研究」アメリカ化学会誌。66 (4): 574–584. doi :10.1021/ja01232a022. ISSN 0002-7863.
- ^ Birks, JB (1975-08-01). 「エキシマー」.物理学の進歩に関する報告書. 38 (8): 903–974. doi :10.1088/0034-4885/38/8/001. ISSN 0034-4885. S2CID 240065177.
- ^ シュライバー、デュワード（2014年）。無機化学（第6版）。WHフリーマンアンドカンパニー。pp.306–307。ISBN 9781429299060。
- ^ abcd シュライバー、デュワード（2014）。無機化学（第6版）。WHフリーマンアンドカンパニー。pp.377–378。ISBN 9781429299060。
- ^ Adams, Richard D.; Collins, Douglas E.; Cotton, F. Albert (1974). 「ジシクロ ペンタジエニルヘキサカルボニルジクロムの異常な構造と磁気共鳴特性」アメリカ化学会誌96 (5): 749–754. doi :10.1021/ja00810a019.
- ^ ab マリアナヤガム、ニーラン J.;スンデ、マーガレット。マシューズ、ジャクリーン M. (2004)。 「2 つの力: 生物学におけるタンパク質の二量体化」。生化学科学の動向。29 (11): 618–625。土井：10.1016/j.tibs.2004.09.006。ISSN 0968-0004。PMID 15501681。
- ^ Cooper, Geoffrey M. (2000). 「微小管」.細胞: 分子的アプローチ. 第 2 版.
- ^ ファロン＝ゴレツカ、アガタ;シュラフタ、マルタ。コラサ、マグダレナ。ソーリッチ、ジョアンナ。ゴレッキ、アンジェイ;クシミデル、マチェイ。ジュラヴェク、ダリウシュ。 Dziedzicka-Wasylewska、Marta (2019-01-01)、Shukla、Arun K. (編)、「第 10 章 - GPCR 二量体化の理解」、細胞生物学の方法、G タンパク質共役受容体、パート B、149、学術出版: 155–178、土井:10.1016/bs.mcb.2018.08.005、ISBN 9780128151075、PMID 30616817 、 S2CID 58577416、2022-10-27取得
- ^ Rios, CD; Jordan, BA; Gomes, I.; Devi, LA (2001-11-01). 「Gタンパク質結合受容体の二量体化：受容体機能の調節」.薬理学と治療. 92 (2): 71–87. doi :10.1016/S0163-7258(01)00160-7. ISSN 0163-7258. PMID 11916530.
- ^ Lohse, Martin J (2010-02-01). 「GPCRの移動性とシグナル伝達における二量体化」Current Opinion in Pharmacology . GPCR. 10 (1): 53–58. doi :10.1016/j.coph.2009.10.007. ISSN 1471-4892. PMID 19910252.
- ^ ab Hubbard, Stevan R (1999-04-01). 「受容体チロシンキナーゼの構造解析」.生物物理学と分子生物学の進歩. 71 (3): 343–358. doi : 10.1016/S0079-6107(98)00047-9 . ISSN 0079-6107. PMID 10354703.
- ^ Lemmon, Mark A.; Schlessinger, Joseph (2010-06-25). 「受容体チロシンキナーゼによる細胞シグナル伝達」. Cell . 141 (7): 1117–1134. doi :10.1016/j.cell.2010.06.011. ISSN 0092-8674. PMC 2914105. PMID 20602996 .
- ^ Lemmon, Mark A.; Schlessinger, Joseph; Ferguson, Kathryn M. (2014-04-01). 「EGFRファミリー：それほど典型的な受容体チロシンキナーゼではない」Cold Spring Harbor Perspectives in Biology . 6 (4): a020768. doi : 10.1101/cshperspect.a020768 . ISSN 1943-0264. PMC 3970421 . PMID 24691965.