アルファグロービンのDヘリクスの喪失は,機能的に中立的な変異だったのか

科学分野:

• バイオケミストリー バイオケミストリー
• 進化生物学の進化生物学について
• 分子生物学は分子生物学である.

背景:

• グロービンタンパク質は,様々な種間の酸素輸送に不可欠です.
• 脊椎動物のアルファとベータグロービンは共通の祖先から進化し,効率的な酸素輸送に不可欠なテトラメリックヘモグロビンを形成しました.
• 脊椎動物のアルファグロービンは特徴的にDヘリクスを欠いているが,これは他のほとんどのグロービンに存在する構造的特徴である.

研究 の 目的:

• 脊椎動物のアルファグロービンのDヘリックス欠失の機能的意義を調査する.
• Dヘリックス喪失がテトラメリックヘモグロビンアセンブリまたはアロステリック機能の重要な変異であるかどうかを決定するために.

主な方法:

• アルファおよびベータサブユニットに改変されたDヘリクスの存在を持つヒトのヘモグロビン変種を設計する.
• これらのエンジニアリングによる突然変異が,ヘモグロビンの酸素結合特性に与える影響を評価する.

主要な成果:

• Dヘリックスのないエンジニアリングベータサブユニットは,酸素結合に最小限の影響を与えた.
• アルファサブユニットにDヘリクスを導入しても,酸素結合特性への影響はほとんどなかった.
• 観察された突然変異は,エンジニアリングされたヒトヘモグロビン分子の酸素結合特性を有意に変化させなかった.

結論:

• アルファグロービンのDヘリクスの切除は,機能的必要性ではなく,中立の進化過程によって引き起こされたのかもしれない.
• アルファグロービンのDヘリクスの欠如は,テトラメア組立や酸素結合の全ステル調節に不可欠ではないかもしれません.