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<hr />
<div>[[ファイル:Willard Gibbs.jpg|frame|ジョサイア・ウィラード・ギブズ]]<br />
{{統計力学}}<br />
'''ジョサイア・ウィラード・ギブズ'''（'''Josiah Willard Gibbs''', [[1839年]][[2月11日]] - [[1903年]][[4月28日]]）は[[アメリカ合衆国|アメリカ]][[コネチカット州]][[ニューヘイブン (コネチカット州)|ニューヘイブン]]出身の[[数学者]]・[[物理学者]]・[[物理化学|物理化学者]]で、[[イェール大学|エール大学]]（[[イェール大学]]）教授。<br />
<br />
[[熱力学]]分野で[[熱力学ポテンシャル]]、[[化学ポテンシャル]]概念を導入し、[[相平衡]]理論の確立、[[相律]]の発見など、今日の[[化学熱力学]]の基礎を築いた。[[統計力学]]の確立にも大きく貢献した。[[ギブズ自由エネルギー]]や[[ギブズ-デュエムの式]]、[[ギブズ-ヘルムホルツの式]]等にその名を残している。<br />
[[ベクトル解析]]の創始者の一人として[[数学]]にも寄与している。<br />
<br />
ギブズの科学者としての経歴は、4つの時期に分けられる。[[1879年]]まで、ギブズは、[[熱力学]]理論を研究した。[[1880年]]から[[1884年]]までは、[[ベクトル解析]]分野の研究を行った。[[1882年]]から[[1889年]]までは、[[光学]]と[[光]]理論の研究をした。[[1889年]]以降は、[[統計力学]]の教科書作成に関わった。なお、彼の功績を称えて、小惑星(2937)[[ギブズ (小惑星)|ギブズ]]が彼の名を取り命名されている。<br />
<br />
== 生涯 ==<br />
=== 少年/青年期 ===<br />
ギブズは、[[アメリカ合衆国]][[コネチカット州]][[ニューヘイブン (コネチカット州)|ニューヘイブン]]で生まれ、同地で死亡した。[[ウィラード・ギブズ (言語学者)|同名の彼の父]]は、ニューヘブンにあった[[イェール大学]]の[[神学]][[専門大学院]]で[[宗教文学]]の教授をしていたが、今日では、[[アミスタッド号事件|アミスタッド号]] 裁判に関与したことで最も良く知られている(父親のほうも「ジョサイア・ウィラード」という名だった訣だが、息子である彼自身が「ジョサイア・ウィラード・ギブズ・ジュニア」として言及されることは、あまりない)<ref group="註">イェール大学構内にある、[[グローブ・ストリート墓地]]([[:en:Grove Street Cemetery|Grove Street Cemetery]])に、ギブズ親子は共に埋葬されているが、少なくともそうした文脈などで、二人を同時に言及する場合には、区別するために「シニア」と「ジュニア」が付けられている。</ref>。ギブズは、イェール大学のイェール・カレッジに就学し、[[数学]]と[[ラテン語]]とで表彰され、クラスにおける学業優秀者として[[1858年]]に卒業した。<br />
<br />
=== 成人後 ===<br />
ギブズは、イェール大学で研究を続け、[[1863年]]には[[博士号]]を取得した。それは、[[アメリカ合衆国]]における最初の[[工学]]博士号だった。その後、ギブズは、イェール・カレッジ講師となり、2年間はラテン語を、そして1年間は、彼が当時[[自然哲学]]と呼んでいたものを教えた。[[1866年]]、ギブズは、研究のため[[ヨーロッパ]]に渡り、[[パリ]]、[[ベルリン]]、[[ハイデルベルク]]で、各1年ずつ過ごした。彼がニューヘイブン地域から離れたのは、生涯でほぼこの3年間だけだった。<br />
<br />
[[1869年]]、ギブズはイェール大学に復帰し、[[1871年]]に数理物理学教授に任命された。これは、アメリカ合衆国における、最初の数理物理学教授職だったが、彼が全く論文を発表しないためもあって無給だった。<br />
<br />
その後、ギブズは、[[熱力学]]理論の発展及び発表に取り組みはじめた。[[1873年]]、ギブズは、熱力学的物理量を[[幾何学]]的に表現する方法に就いての論文を発表した。この論文に感銘を受けた[[ジェームズ・クラーク・マクスウェル]]は、自らの手でギブズの概念を説明する石膏模型([[:en:Maxwell's thermodynamic surface]])を作成したのだった（この模型は、ギブズに贈られ、現在もイェール大学が大いなる誇りをもって所蔵している）<ref group="註">この石膏模型については [http://www.sv.vt.edu/classes/ESM4714/Gen_Prin/vizthink.html R.D. Kriz. "Visual Thinking" (Va. Tech College of Engineering Revised 02/11/95)] も参照のこと。曰わく、"now gathers dust in a display case next to a trash bin. " 「今では、ゴミ箱の隣の展示ケースの中で埃を被っている。」</ref>。<br />
<br />
ついで、ギブズは、『[[不均一な物質系の平衡に就いて]]』 "''On the Equilibrium of Heterogeneous Substances''"」という論文<ref>日本化学会編「化学の原典3 化学熱力学」2 不均一物質系の平衡について（J.W.Gibbs著、黒田晴雄訳）、学会出版センター、ISBN 4-7622-7383-X</ref>を、[[1876年]]と[[1878年]]の2回に分けて、発表した。不均一系平衡に関するこのギブズ論文が扱っているのは:<br />
<br />
* 熱力学的系の[[平衡]]に関する一般理論<br />
* [[熱力学ポテンシャル]]([[エンタルピー]]、[[自由エネルギー#ヘルムホルツの自由エネルギー|ヘルムホルツ自由エネルギー]]、[[自由エネルギー#ギブズの自由エネルギー|ギブズ自由エネルギー]])概念<br />
* [[化学ポテンシャル]]概念<br />
* [[相平衡]]、[[化学平衡]]の理論<br />
* [[相律]]<br />
* 界面の熱力学、電池の起電力の理論<br />
* [[ギブズ集団]]のアイデア（[[統計力学]]分野の基礎）<br />
<br />
=== その後 ===<br />
[[1880年]]、ギブズは、[[メリーランド州]][[ボルチモア]]に当時新設された[[ジョンズ・ホプキンス大学]] から 3000ドルの給与で招聘されたが、イェール大学側から2000ドルではどうかと提案されると、それで満足したらしく、ニューヘイブンに留まった。<br />
<br />
1880年から[[1884年]]まで、ギブズは、[[アイルランド]]の[[数学者]][[ウィリアム・ローワン・ハミルトン]] が考案した[[四元数]] の考え方と、[[ドイツ]]の数学者[[ヘルマン・ギュンター・グラスマン]]の「広延論（''Ausdehnungslehre'')」の考え方を組み合わせて、[[ベクトル解析]]という数学分野を産み出した(ギブズとは独立して、[[オリヴァー・ヘヴィサイド]]も、この分野の開拓した）。ギブズは、このベクトル解析を[[数理物理学]]の目的に沿うようにしている。<br />
<br />
[[1882年]]から[[1889年]]まで、ギブズは、[[光学]]の研究を行ない、光の電気理論を新たに作り上げた。ギブズは、この時期に彼のベクトル解析理論を完成している。彼は、物質の構成を理論に持ち込むことを意図的に避けており、物質組成の種類によらない一般的な理論を組み立てた。[[1889年]]以降、ギブズは、[[統計力学]]の教科書の作成に取り組んだが、これは、イェール大学出版局により[[1902年]]に出版された。<br />
<br />
ギブズは、生涯結婚せず、彼の姉及び義兄と暮らした。この義兄は、イェール大学の司書であり、''Transactions of the Connecticut Academy of Sciences''（「コネチカット州科学アカデミー紀要」）の出版人でもあったが、この雑誌に、ギブズの殆どの論文が発表されたのだった。<br />
<br />
=== ギブズの死と、その後 ===<br />
ギブズは、[[1903年]]に亡くなるまで、イェール大学に留まった。[[1897年]]には[[王立協会]]のフェローに選出された<ref>{{FRS |code = NA2523 |title = Gibbs; Josiah Willard (1839 - 1903) |accessdate = 2011-12-11 }}</ref>。<br />
<br />
ギブズが死亡したのは、[[ノーベル賞]]が創設後間もなくのことであり、彼がノーベル賞を得るというようなことはなかった。しかし、ギブズは、[[イギリス|英国]][[王立協会]]の[[コプリ・メダル]]を授与されており、これは、科学に関する国際的認知として当時では最も名誉なことであったとみなされている。<br />
<br />
== 科学上の評価 ==<br />
ギブズの死後、彼への敬意の一つとして、イェール大学は、「J.ウィラード・ギブズ記念理論化学教授職」を創設した。ノーベル賞受賞者[[ラルス・オンサーガー]] ([[:en:Lars Onsager|Lars Onsager]]) は、そのイェール大学での経歴の殆どの期間この職にあったが、彼が、ギブズと同様、新しい数学上のアイデアを、物理化学（特に統計力学）に応用することに何よりも関わったことを思えば、これはオンサーガーにとり極めてふさしい職名であった。<br />
<br />
[[19世紀]]中葉、米国の大学は、[[科学]]に殆ど関心を示さず、古典に偏重していたから、ギブズの講義は、学生の興味を殆ど引かなかった。彼の業績に興味を持ったのは、他の科学者、特に、[[スコットランド]]の[[物理学者]][[ジェームズ・クラーク・マクスウェル]]だった。ギブズが論文を発表したのが、[[ヨーロッパ]]では余り読まれていない無名雑誌であったため、評価されるようになるのは遅く、ギブズの考えがヨーロッパで広く受け入れられたのは、論文が[[ヴィルヘルム・オストヴァルト]]により書籍の形でドイツ語訳され（[[1888年]]）、[[アンリ・ルシャトリエ]]によりフランス語訳されて（[[1899年]]）からだった。<br />
<br />
Ｎ・ウィーナーは、ギブズが物理学の根本に統計を導入したことを極めて高く評価して、「アインシュタインやハイゼンベルクやプランクよりギップズのほうにこそ、二十世紀物理学の最初の大革命の功績は帰せられるべきだと思う」と評した。<ref>ノーバート・ウィーナー『人間機械論 第二版 人間の人間的な利用』鎮目恭夫・池原止戈夫訳、みすず書房、1979年</ref><br />
<br />
== ギブズの言葉 ==<br />
*; ''A mathematician may say anything he pleases, but a physicist must be at least partially sane.'' :「数学者は自分の好き勝手を言えるが、物理学者は、少なくとも部分的には分別がなければならない。」<br />
*; ''Mathematics is a language.'' (at a Yale faculty meeting) :「数学とは語学である。」（イェール大学学部集会にて）<br />
<br />
== 豆知識 ==<br />
本稿主題の「ジョサイア・ウィラード・ギブズ」に就いて:<br />
* [[アメリカ合衆国海軍]]には、彼にちなんだ、同名の艦船があった(1944-1971)。<br />
* [[月]]の南緯 18.4度 東経 84.3 度には、彼にちなんだ 「ギブズ」と云う名の[[クレーター]]がある（直径76 km）。<br />
* [[アメリカ合衆国郵便公社]]は2005年中に、彼の[[切手|記念切手]]（37セント）を発売する予定である。<br />
<br />
== 関連項目 ==<br />
* '''[[科学]]''': [[情報理論]]、[[情報量|情報エントロピー]]、[[四元数]]、[[ギブスの不等式]]<br />
* '''[[電気]]''': [[マクスウェル方程式]]<br />
* '''[[数学]]''': [[ギブズ現象]]、[[ベクトル解析]]、[[ベクトル積]]<br />
* '''[[物理化学]]''': [[相|相 (物性)]]、[[相律]]、[[統計力学]]、[[ギブズ自由エネルギー]]、[[ギブズ-デュエムの式]]、[[ギブズ-ヘルムホルツの式]]<br />
* '''人物''': [[ギルバート・ルイス]]、[[ウィリアム・ローワン・ハミルトン]]、[[ラルス・オンサーガー]]、[[ルートヴィッヒ・ボルツマン]]、[[ウィリアム・スタンレー]]([[:en:William Stanley (physicist)|William Stanley]])、[[オリヴァー・ヘヴィサイド]]<br />
* '''[その他]''': [[ウィラード・ギブズ賞]]、[[イェール大学]]、[[グローブ・ストリート墓地]] ([[:en:Grove Street Cemetery|Grove Street Cemetery]])<br />
* '''リスト''': [[:en:Timeline of thermodynamics, statistical mechanics, and random processes|熱力学、統計力学、確率過程論関連の年表]]<br />
<br />
== 註釈 ==<br />
{{脚注ヘルプ}}<br />
{{Reflist|group="註"}}<br />
<br />
== 文献 ==<br />
{{脚注ヘルプ}}<br />
{{Reflist}}<br />
{{参照方法|date=2011年12月}}<br />
日付順<br />
* Bumstead, H. A., "''Josiah Willard Gibbs''". American Journal of Science, 4, XVI. 1903. (「ジョサイア・ウィラード・ギブズ」)<br />
* Longley, W. R., and R. G. Van Name, "''The Collected Works of J Willard Gibbs''". 1928. (「J ウィラード・ギブズ論文選集」)<br />
* Donnan, F. G., and A. E. Haas, "''A Commentary on the Scientific Writings of J Willard Gibbs''". 1936. ASIN 0405125445（J ウィラード・ギブズの科学上の著作への注釈）<br />
* Rukeyser,M., "''Willard Gibbs: American Genius''". 1942. ASIN 0918024579（「ウィラード・ギブズ: アメリカの天才」）<br />
* Gibbs, J. Willard, "''The Early Work of Willard Gibbs in Applied Mechanics''". 1947. ISBN 1-881987-17-5（「応用力学についてのウィラード・ギブズの初期の業績」）<br />
* Wheeler, L. P., "''Josiah Willard Gibbs, The History of a Great Mind''". 1952. ISBN 1-881987-11-6 （「ジョサイア・ウィラード・ギブズ。偉大なる精神の歴史」）<br />
* Gibbs, J. Willard, "''Scientific Papers''". 1961. ASIN 084462127 「J. ウィラード・ギブズ科学論文集」<br />
* Crowther, J. G., "''Famous American Men of Science''". 1969. ISBN 0-8369-0040-5（「米国人著名科学者」）<br />
* Seeger, R., "''Men of physics : J. Willard Gibbs, American mathematical physicist par excellence''". 1974. ASIN 0080180132（「物理学者たち: 偉大なる米国人数理物理学者、J. ウィラード・ギブズ。」）<br />
<br />
== 外部リンクおよび参考図書 ==<br />
* マックチューター数学史アーカイヴ "''[http://www-gap.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Gibbs.html Josiah Willard Gibbs]''". School of Mathematics and Statistics. University of St Andrews, Scotland.（「ジョサイア・ウィラード・ギブズ」）<br />
* AIP, "''[http://www.aip.org/history/gap/Gibbs/Gibbs.html Josiah Willard Gibbs] 1839-1903''". 1976, 2003.（「ジョサイア・ウィラード・ギブズ」）<br />
* Friel, Charles Michael, "''[http://www.shsu.edu/~icc_cmf/bio/gibbs.html J. Willard Gibbs]''".（「J. ウィラード・ギブズ」）<br />
* Jolls, Kenneth R., and Daniel C. Coy, "''[http://www.public.iastate.edu/~jolls/ Gibbs models]''". Iowa State University.（「ギブズモデル」）<br />
* "''[http://jwgibbs.cchem.berkeley.edu/jwgibbs_bio.html Dr. J. Willard Gibbs]''".（「J. ウィラード・ギブズ博士」）<br />
* Rukeyser, Muriel, "Willard Gibbs", Ox Bow Press, Woodbridge, CT, ISBN 0-918024-57-9 [Reprint of first edition published in 1942].（「ジョサイア・ウィラード・ギブズ」1942年初版のリプリント）<br />
<br />
{{Normdaten}}<br />
<br />
{{DEFAULTSORT:きふす ういらあと}}<br />
[[Category:19世紀の数学者|390211]]<br />
[[Category:20世紀の数学者|-390211]]<br />
[[Category:アメリカ合衆国の数学者]]<br />
[[Category:アメリカ合衆国の物理学者]]<br />
[[Category:アメリカ合衆国の化学者]]<br />
[[Category:コプリ・メダル受賞者]]<br />
[[Category:王立協会外国人会員]]<br />
[[Category:数学に関する記事]]<br />
[[Category:イェール大学の教員]]<br />
[[Category:ニューヘイブン出身の人物]]<br />
[[Category:1839年生]]<br />
[[Category:1903年没]]</div>220.212.136.65クリックケミストリー2018-06-10T03:34:23Z<p>220.212.136.65: </p>
<hr />
<div>'''クリックケミストリー'''（click chemistry）は化学分野において、簡単かつ安定な結合を作るいくつかの反応を用い、新たな機能性分子を創り出す手法のこと。[[スクリプス研究所]]の[[バリー・シャープレス]]が提唱した。「クリック」は、[[シートベルト]]がカチッと音を立ててロックされるように、素早く確実な結合を作る様子をたとえた言葉である。<br />
<br />
==概要==<br />
2001年に著されたクリックケミストリーの総説<ref><br />
[http://www3.interscience.wiley.com/journal/82003397/abstract ''Angew. Chem. Int. Ed.'' '''2001''', ''40'', 2004-2021]</ref>において、シャープレスは次のことを指摘している。<br />
*天然の[[生体高分子]]（[[タンパク質]]・[[デオキシリボ核酸|DNA]]・[[リボ核酸|RNA]]・[[糖鎖]]）はいずれも、[[炭素]]-[[ヘテロ原子]]結合によって[[単量体]]（[[アミノ酸]]・[[核酸]]・[[糖]]）が結合してできている。<br />
*これらを成す35種ほどの単量体は、高々6炭素までがつながってできたものである（3種の[[芳香族]]アミノ酸は例外）。<br />
すなわち、単純なパーツをつないだだけの分子で、[[生命]]活動を運営できるほどの複雑な機能を実現することができる。また各パーツは作りにくく切れにくい炭素-炭素結合を基本としてできており、パーツ同士をつなぐ結合は組み替え容易な炭素-ヘテロ原子結合によっている。これは自然の合理的な選択であったと見られる。<br />
<br />
シャープレスはこの自然のシステムに学び、比較的単純な部分構造同士を、高い反応性・選択性を持った炭素-ヘテロ原子結合反応によって結びつけることで、新たな機能性分子を創出することを提案した。この反応の代表的なものとして用いられているのが、[[アルキン]]と[[アジド]]化合物による[3+2]型の付加環化反応である。<br />
<br />
==フイスゲン反応==<br />
アルキンとアジド化合物が付加環化反応を起こし、[[1,2,3-トリアゾール]]環を作ることは1961年にロルフ・フイスゲンによって報告されている。<br />
[[Image:Huisgen.png|500px|center]]<br />
シャープレスはこの反応を、クリックケミストリーの中心的な反応として位置づけた。これは以下の理由による。<br />
*アルキン、アジドは多くの[[有機化合物]]に導入容易な[[官能基]]であり、基本的に安定である（アジドの[[爆発]]性には注意を払う必要がある）。<br />
*アルキン、アジドはその他の官能基とほとんど反応せず、お互いだけと反応する。<br />
*この反応は多くの[[有機溶媒]]や、水中でも進行する。<br />
*この反応は[[銅]](I)[[イオン]]の存在下で100万倍ほど加速する。しかし[[エントロピー]]的に有利であれば、銅イオンがなくとも十分速く進行する。<br />
*普通は位置選択性が低いが、銅イオン存在下では1,4-二置換体が選択的に生成する。<br />
*生成した1,2,3-トリアゾールは安定な官能基であり、再び分解することがない。<br />
*[[収率]]よく進行し、[[再結晶]]や[[カラムクロマトグラフィー]]などの精製操作を必要としない。<br />
*余分な廃棄物を出さない。<br />
<br />
これらの特徴により、この反応はクリックケミストリーの理想に最も近い反応と見なされている。またこの反応は、他に水や多官能性分子（[[タンパク質]]など）があっても問題なく進行することから、[[生化学]]方面への応用も可能となっている。<br />
<br />
==応用==<br />
近年、クリックケミストリーは[[医薬]]候補化合物など有用な化合物の探索に用いられている。また、高い官能基許容性を生かし、[[細胞]]内などでの分子修飾などに応用されている。<br />
===医薬探索===<br />
シャープレスとH.コルブらは、アジドとアルキンユニットをそれぞれ持った分子同士を[[アセチルコリンエステラーゼ]]の存在下で混合することによって同酵素内でHuisgen環化を行わせ、K<sub>d</sub>値が10<sup>-14</sup>M台という強力な阻害剤を創出することに成功している<ref>[http://dx.doi.org/10.1021/ja046382g ''J. Am. Chem. Soc.'' '''2004''', ''126'', 12809-12818]</ref>。<br />
<br />
===デンドリマー合成===<br />
シャープレス、ホーカーらはクリックケミストリーの優れた反応性を生かし、[[デンドリマー]]の収束型合成に応用している<ref>[http://dx.doi.org/10.1002/anie.200454078 ''Angew. Chem. Int. Ed.'' '''2004''', ''43'', 3928-3932]</ref>。今までに比べ、高効率での合成が可能となった。<br />
<br />
===生化学===<br />
[[キャロライン・ベルトッツィ]]らは、アジド基を持たせた糖[[誘導体]]を[[細胞]]内に取り込ませ、ここにアルキンと結合した蛍光色素を結合させることで細胞内組織の可視化に成功した<ref>[http://dx.doi.org/10.1073/pnas.0707090104 ''Proc. Natl. Acad. Sci. USA'' '''2007''', ''104'', 16793-16797]</ref>。クリックケミストリーの高い基質直交性をうまく利用した成果といえる。<br />
==外部リンク==<br />
[http://nara-kindai.unv.jp/02gakka/06bio/nat_pro_chem/pdf/click.pdf シャープレス自身による解説（化学と工業誌、PDFファイル）]<br />
<br />
==参考文献==<br />
<references /><br />
<br />
{{化学}}<br />
{{DEFAULTSORT:くりつくけみすとりい}}<br />
[[Category:化学反応]]<br />
[[Category:有機化学]]</div>220.212.136.65糖鎖2018-06-09T14:08:35Z<p>220.212.136.65: </p>
<hr />
<div>[[画像:GangliosideGQ1b_small.gif|thumb|384px|糖脂質の一種であるガングリオシドGQ1ｂ]]<br />
'''糖鎖'''（とうさ、{{lang-en|glycan}}）とは、各種の[[糖]]が[[糖#グリコシド結合|グリコシド結合]]によってつながりあった一群の[[化合物]]を指す。結合した糖の数は2つから数万まで様々であり、10個程度までのものを[[オリゴ糖]]とも呼ぶ。多数の[[グルコース|α-グルコース]]分子が直線上に結合した[[アミロース]]や[[セルロース]]は最も単純な糖鎖といえる。<br />
<br />
糖鎖は糖同士だけでなく、[[蛋白質|タンパク質]]や[[脂質]]その他の低分子とも結合して多様な分子を作り出す。これら[[糖タンパク質]]、[[糖脂質]]は生体内で重要な生理作用を担う。<br />
<br />
==生体内での糖鎖==<br />
アミロースや[[アミロペクチン]]、[[グリコーゲン]]などは、グルコースを多数結合させて、体内でのエネルギー源として保存しやすい形に蓄積したものといえる。またセルロースや[[キチン]]などは丈夫な繊維になるため、動植物の体を構築する素材として重要である。糖タンパク質の糖鎖には、セリンやスレオニンのヒドロキシ基にα結合している''O''-グリコシド結合糖鎖と、アスパラギンのアミノ基にβ結合している''N''-グリコシド結合糖鎖がある。''N''-グリコシド結合糖鎖はサイトソルと小胞体で合成され、[[オリゴ糖転移酵素]] (OST) によってタンパク質のアスパラギンに結合させられる。この糖鎖は[[熱ショックタンパク質]]の[[フォールディング]]に関わっているものもあり、それらは[[シャペロン]]といわれる。''O''-グリコシド結合糖鎖には[[ムチン]]型糖鎖、[[プロテオグリカン]]、[[糖脂質]]などがある。<br />
<br />
細胞表面にも[[シアル酸]]を含むガングリオシドなどの糖鎖は存在しており、これらは[[細胞接着]]、抗原抗体反応、[[ウイルス]]の感染など細胞のコミュニケーションに重要な役割を担う。例えば[[ABO式血液型|血液型]]（ABO式）の違いを作り出しているのも、糖鎖の構造の差である。また生理活性を持つ低分子の中にも糖鎖を持つものがあり、これらはDNAの特定の配置を認識して結合するなどしてその作用をアシストしている。<br />
<br />
== 構造の多様性 ==<br />
糖鎖はタンパク質・[[デオキシリボ核酸|DNA]]に続く第3のバイオポリマーと呼ばれるが、その重要な特性は構造の多様性にある。タンパク質・DNAの素材である[[アミノ酸]]や[[核酸塩基]]は一列に並ぶことしかできないのに対し、糖は多数の[[ヒドロキシ基]]が全て結合に活用しうるため、枝分かれして複雑な構造を作り出すことができる。またグリコシド結合のα・βの[[異性体]]も考え合わせれば、考えられる糖鎖の数はさらに増える。糖の種類自体も[[ペントース]]、[[ヘキソース]]、[[アミノ糖]]、[[ウロン酸]]類、[[デオキシ糖]]などバリエーションが多いため、糖鎖の種類は実に膨大なものになる。糖鎖が情報を担う分子であるのは、こうした条件によっているといえる。<br />
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== 糖鎖の合成 ==<br />
[[遺伝子工学]]の進展によりタンパク質の合成が簡単にできるようになったのに対し、糖鎖の合成は純粋な[[化学合成]]に頼らざるを得ず、これが糖鎖の機能解明を阻む大きな要因となっている。化学合成による手段も、前述したように糖鎖の構造は複雑であるため十分発展しているとは言い難い。<br />
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まず糖の特定のヒドロキシ基だけを反応させるために、他のヒドロキシ基との反応性の差を利用して[[保護基]]をかける必要がある。様々な条件で脱保護できる保護基が開発されており、グルコースなど一般的な糖には選択的な保護を行うための手段が確立されている。ただしこの保護だけでも多段階を要し、高い技術が必要となる。<br />
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グリコシル化反応も臭化糖、フッ化糖、アセトイミデート、チオグリコシドなど様々な誘導体を用い、立体を制御しながら糖同士を結合させる反応が数多く開発されている。ただしこれらによってもまだ収率・選択性など十分とは言い難く、自由に必要な糖鎖を作り出せる段階にはまだ遠いのが現状である。[[固相合成]]によって効率よく合成を行う手段も検討されつつある。<br />
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また、近年糖転移酵素を用いた酵素合成も盛んに行なわれて来ている。シアル酸転移酵素、ガラクトース転移酵素、フコース転移酵素などの一部は糖核酸を供与体として、適切な基質を選択する事で、高収率、高選択的に目的の糖を導入する事ができる。<br />
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化学合成と酵素合成を併用した、chemo-enzymatic な方法は、生理活性糖鎖を合成する有力な方法の一つになっている。<br />
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{{DEFAULTSORT:とうさ}}<br />
[[Category:糖類|*]]<br />
[[Category:多糖類]]<br />
[[Category:生体物質]]<br />
[[Category:栄養素]]<br />
[[Category:生化学]]<br />
[[Category:有機高分子]]<br />
[[Category:糖鎖生物学|*とうさ]]<br />
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[[de:Glykane]]</div>220.212.136.65 Warning: Cannot modify header information - headers already sent by (output started at /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/extensions/HeadScript/HeadScript.php:3) in /home/users/1/sub.jp-asate/web/wiki/includes/WebResponse.php on line 46