第110回薬剤師国家試験　問115

コラーゲンは、下図に示すように、ポリペプチド鎖（コラーゲン単量体）の3本が、らせん状に絡み合って三重らせん構造（コラーゲン三量体）を形成する。図上段に示すように、単量体ポリペプチド鎖のアミノ酸配列では、3個おきにグリシン残基（Gly）が配置する。Xはプロリン（Pro）の翻訳後修飾で生じたアミノ酸である。このコラーゲンに関する記述として、正しいのはどれか。２つ選べ。

コラーゲンの三重らせん構造は、α-ヘリックスである。
Xは、ヒドロキシ化されたプロリンである。
グリシン残基が繰り返し存在することが、三重らせん構造の形成に重要である。
ビタミンCは、コラーゲン産生細胞の核内に入り、コラーゲン遺伝子の転写を促進する。
コラーゲン三量体は、細胞内の細胞骨格を構成することにより組織の強度を保つ。

解答・解説

解答
2、3

解説
１　誤
コラーゲンの三重らせん構造は、コラーゲン特有の構造であり、α–ヘリックスと異なる。なお、α–ヘリックスは、タンパク質の二次構造の１つである。

２　正
Xは、ヒドロキシプロリンである。ヒドロキシプロリンは、プロリンのヒドロキシル化（OH基の付加）によって生成される翻訳後修飾されたアミノ酸であり、コラーゲンの安定性に重要な役割を果たす。なお、プロリンのヒドロキシル化反応は、ビタミンC（アスコルビン酸）が関与している。

３　正
コラーゲンは、「グリシン-X-Y」の繰り返し配列を有しており、3残基ごとにグリシンが配置されている。グリシンは、最も小さいアミノ酸であり、三重らせん構造の中央に位置し、構造形成に重要な役割を果たしている。グリシンが他のアミノ酸に置き換えられると、3重らせん構造が安定せず、コラーゲンの機能が損なわれる。

４　誤
ビタミンC（アスコルビン酸）は、プロリンヒドロキシラーゼの補酵素として作用し、プロリンのヒドロキシ化を促進する。ビタミンC（アスコルビン酸）が不足すると、ヒドロキシプロリンの生合成が十分に行われず、コラーゲンの安定性が低下し、壊血病の原因となる。

５　誤
コラーゲンは、細胞外マトリックスの主要成分であり、細胞外で組織の強度を維持する。