主鎖

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IUPAC definition
Main chain or Backbone
That linear chain to which all other chains, long or short or both,
may be regarded as being pendant.

Note: Where two or more chains
could equally be considered to be the main chain, that one is
selected which leads to the simplest representation of the
molecule.[1]

主鎖またはバックボーン
他のすべての鎖(長鎖、短鎖、あるいはその両方)がペンダントであると
見なすことができる直線鎖。

注: 2つ以上の鎖が等しく主鎖であると見なすことができる場合、
分子の最も単純な表現につながるものが選択される。

高分子化学の分野では、重合体主鎖(しゅさ、: main chain)またはバックボーン: backbone chain)とは、共有結合した原子の最も長い系列であり、それらが一体となって分子の連続鎖を形成する。この学問は、炭素骨格からなる有機高分子と、典型元素のみを含む骨格からなる無機高分子英語版に分けられる。

生物学的主鎖の一例(ポリペプチド

生化学の分野では、有機主鎖高分子一次構造を構成している。この生体高分子の主鎖は、共有結合した原子の中心鎖で構成されている。主鎖を構成するモノマー残基の特徴と順序は、生体高分子の複雑な構造の「地図」を作り上げる(参照 核酸構造タンパク質構造)。したがって、主鎖は生体分子の機能に直接関係している。体内の高分子は、大きく分けて、タンパク質糖質脂質核酸の4つのサブカテゴリーに分類され、それぞれが非常に異なる重要な生物学的プロセスに関与している[2]。これらの分子はそれぞれが異なる骨格を持ち、それぞれが特徴的な残基と機能を持つ異なるモノマーから構成されている。これが、体内のさまざまな構造と機能の原動力である。脂質は「主鎖」を持っているが、その主鎖は炭素数3の分子であるグリセロールであり、より長い置換基を持つ「側鎖」を持っているため、真の生物学的ポリマーではない。このため、タンパク質、糖質、および核酸のみを高分子骨格を持つ生体高分子と見なす必要がある[3]

高分子化学

主鎖の特徴は、重合の種類によって異なる。段階成長重合では、モノマー部分が主鎖になるため、主鎖は一般的に機能的である。これらには、有機半導体ポリチオフェンや低バンドギャップポリマーが含まれる[4]。一般的にアルケンに適用される連鎖成長重合では、主鎖は機能的ではなく、機能的な側鎖またはペンダント基英語版を持っている。

主鎖の特性、すなわちその柔軟性は、ポリマーの熱的特性(ガラス転移温度など)を決定する。たとえば、ポリシロキサン(シリコーン)では、主鎖が非常に柔軟であるため、ガラス転移温度が-123℃(-189°F; 150K)と非常に低くなる[5]。剛直な主鎖を持つポリマーは、薄膜溶液中で結晶化しやすい傾向がある(例 ポリチオフェン)。次に結晶化は、ポリマーの光学特性、その光学バンドギャップ、および電子レベルに影響を与える[6]

生化学

生体高分子骨格の特性には、いくつかの類似点と多くの相違点がある。タンパク質、炭水化物、および核酸の3つの生体高分子の骨格は、それぞれ最終の縮合反応によって形成される。縮合反応では、モノマーが共有結合するとともに、何らかの小分子、最も一般的には水分子が失われる[7]。生体高分子の骨格は複雑な酵素機構によって重合されるため、水の脱離ではなく、他の小さな生体分子の脱離によって形成される。これらの生体高分子の特徴は、複数のモノマーが主鎖に順序づけられたヘテロポリマーと、1つのモノマーが繰り返しているホモポリマーの2つに分けられる。一般に、ポリペプチドや核酸はヘテロポリマーであることが多く、グリコーゲンなどの一般的な炭水化物高分子はホモポリマーであることが多い。これは、ペプチドやヌクレオチドのモノマーの化学的な違いがポリマーの生物学的な機能を決定付けるのに対し、一般的な炭水化物モノマーは、エネルギー貯蔵や送達などの1つの一般的な機能を持っているからである。

一般的な概要

脚注

参照項目

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