生体分子に見られる要素

化学元素は、生物系に見られるいくつかの分子の構成要素です。これらの要素は、特定の割合で共有結合を介して互いに結合し、いくつかの身体機能を実行する分子を形成します。体内には30を超える元素がありますが、最も豊富な要素には、炭素、水素、酸素、窒素、リン、硫黄が含まれます。

1. 炭素、水素、酸素

   • すべての有機生体分子には、水素と酸素と組み合わせた元素炭素が含まれています。これは、細胞内に見られるほぼすべての分子の基本構造である炭素骨格を形成します。炭水化物、タンパク質、脂肪にはすべて炭素骨格が含まれています。核酸、酵素、補酵素、ポルフィリンなどの他の生物学的エンティティには、他の元素が付着しているこの炭素骨格も含まれています。

   窒素

   • 元素窒素は、いくつかの生物学的分子の主要な成分です。これらの中で最も重要なのはタンパク質です。タンパク質は、窒素含有アミノ基がカーボンスケルトンに付着しているアミノ酸のポリマーです。すべてのタンパク質である酵素も窒素を含んでいます。デオキシリボ核酸とリボ核酸には、窒素含有塩基であるプリンとピリミジン分子が含まれています。インスリンやオキシトシンなどの一部のホルモンは、自然界でペプチドであるため、窒素が含まれています。

   リン

   • リンは重要な要素であり、リン酸の形の生物学的系にしばしば存在します。リンの大部分は、ヒドロキシアパタイトとして知られるカルシウムの塩として骨に存在します。脂質と組み合わせて、リンは、細胞膜の重要な存在であるホスファチジルコリンなどのリン脂質に存在します。リンは、リン酸クレアチンやアデノシントリリン酸（ATP）などの高エネルギー化合物にも存在します。体内のすべての代謝反応は、ATPを利用または生成します。核酸には、その構造の一部としてリン酸も含まれています。

   硫黄

   • メチオニン、システイン、シスチンなどのいくつかのアミノ酸には硫黄が含まれています。これらのアミノ酸は、細胞呼吸などのいくつかの重要な代謝反応に関与しています。硫黄は、髪、皮膚、爪に見られるケラチンと呼ばれるタンパク質にも存在し、これらの構造に強度と硬さを与えます。人体の結合組織には、その形成に硫黄を必要とするコラーゲンが含まれています。抗凝固剤ヘパリンと胆汁酸成分タウリンにも硫黄が含まれています。

   他の要素

   • 他のいくつかの要素は、生物系の重要な要素です。重要なのはカルシウムで、骨や歯と細胞液に見られます。ヘモグロビンと呼ばれる呼吸器に存在する細胞膜、染色体および骨、および鉄のマグネシウムは、他のよく知られた例です。